Una delle maggiori sfide quando si progetta un'auto elettrica è dove posizionare le batterie.

Ogni veicolo ha da centinaia a migliaia di celle della batteria separate, ciascuna circondata da un alloggiamento e collegata ai sistemi e ai sensori dell'auto. Questo complesso design occupa spazio: oltre il 50 percento dell'area dedicata alle batterie all'interno dell'auto è occupata da alloggiamento e contatti.

Ma ora un team di ingegneri dell'Istituto Fraunhofer per tecnologie e sistemi ceramici (IKTS) ha sviluppato un nuovo concetto di batteria che potrebbe ridurre notevolmente la quantità di spazio necessario per l'alloggiamento e i contatti - il che significa che più batterie possono stare nella stessa auto.

Il loro sistema impila le celle della batteria direttamente una sopra l'altra su una vasta area, in contrasto con l'approccio tradizionale in cui le singole celle sono allineate fianco a fianco in piccole sezioni. La connessione diretta a ciascuna cella nello stack consente alla corrente di scorrere su tutta la superficie della batteria, riducendo significativamente la resistenza elettrica.

"Con il nostro nuovo concetto di imballaggio, speriamo di aumentare la gamma di auto elettriche a medio termine fino a 1000 chilometri", Mareike Wolter, Project Manager presso Fraunhofer IKTS.

Nastro metallico

La chiave per poter fare questo è un nuovo elettrodo - in questo caso, un nastro metallico rivestito su entrambi i lati con materiali di conservazione in ceramica. Un lato è l'anodo della batteria - l'altro è il catodo.

Lo sviluppo di ogni materiale è un processo complesso, che prevede la sospensione di ceramiche in polvere miscelate con polimeri e materiali elettricamente conduttivi.

"Usiamo la nostra esperienza nelle tecnologie ceramiche per progettare gli elettrodi in modo tale che abbiano bisogno del minimo spazio possibile, risparmino molta energia, siano facili da fabbricare e abbiano una lunga durata", ha detto Wolter.

La ricerca è ancora in fase di sviluppo, ma il concetto è stato ridimensionato a celle di batteria più grandi che possono essere installate su auto elettriche reali. I test iniziali sono previsti per il 2020, ma Wolter è ottimista sul fatto che ciò dovrebbe avvenire senza difficoltà:

"Una delle competenze chiave del nostro istituto è quella di adattare i materiali ceramici dal laboratorio a una scala pilota e di riprodurli in modo affidabile", ha detto.

  • Questo paleontologo sta costruendo ologrammi 3D di dinosauro interattivi