Supercondensatori: le batterie elettriche del futuro

Grazie al lavoro degli scienziati del Massachusetts Institute of Technology (MIT) saremo presto in grado di utilizzare batterie molto più efficienti per le nostre auto elettriche. Questo per merito di strutture nanomolecolari in grado di migliorare la capacità delle cosiddette ultracapacitor. Queste ultime esitono sin dagli anni ’60 e rispetto alle batterie convenzionali hanno una maggiore durata (10 anni più), una grande resistenza alle sollecitazioni e soprattutto trasportano molta più energia elettrica.
Fino ad oggi c’era un solo problema: richiedevano delle dimensioni troppo grandi per essere applicabili sul mercato. Sembra invece che il duro lavoro dei ricercatori del MIT abbia risolto questo problema permettendo così di realizzarle negli standard di dimensioni attuali e utilizzando le tecnologie convenzionali di produzione. I supercondensatori non rientrano nella categoria dei dispositivi che convertono energia chimica in energia elettrica, ma il loro obiettivo è sostanzialmente lo stesso.
Tutti sappiamo che un condensatore carico è come una sorta di batteria che però, a causa dei bassi valori di capacità, si scarica in tempi brevissimi ed oltretutto con legge esponenziale. Un supercondensatore moltiplica questa possibilità, assumendo valori di capacità nell’ordine delle centinaia o addirittura migliaia di Farad, permettendone così l’uso continuo e come sostituti delle comuni batterie.

I vantaggi di questa tecnologia sono diversi: i tempi di carica sono rapidissimi (circa 10 secondi), anche se ovviamente anche i tempi di autoscarica (scarica a circuito aperto) sono molto più rapidi rispetto a quelli di una batteria tradizionale (50% del valore dopo un mese, contro il 90% del valore di una qualunque batteria al Nichel). Un altro notevole vantaggio è dato dal tempo di vita, infatti un supercondensatore può essere caricato e scaricato un numero praticamente illimitato di volte, in quanto tale processo non implica, o quasi, reazioni chimiche. Inoltre anche l’effetto memoria è totalmente assente e non ci sono nemmeno problemi di eventuali sovraccarichi in quanto, come si sa dalla natura dei condensatori, una volta terminato il processo di carica non viene più accettata energia. Le prime applicazioni di questa tecnologia le troviamo in Texas, si tratta di un importante progetto della EEStore.
Da qualche tempo ha iniziato la produzione di un auto elettrica di nuova concezione che tramite l’utilizzo di ultracapacitor superefficienti sarà in grado di offrire affidabilità, autonomia e velocità di ricarica. Questi ultracapacitor (EESU) sono in grado infatti di garantire 500km di autonomia con solo pochi minuti di ricarica. Non solo: gli EESU possono immagazzinare da 1,5 a 2,5 volte l’energia delle precedenti batterie a fronte di un costo minore del 15-25%. I costruttori di automobili intanto pensano a progetti ibridi, le automobili dotate di supercondensatori sono un primo traguardo nel settore car maker.

All’interno del veicolo è eliminata la presenza del serbatoio e del carburante, sostituiti da un sistema a batterie, supercondensatori e un motore elettrico. Le batterie si ricaricano in poco tempo tramite la rete elettrica in stazioni di servizio oppure recuperando l’energia prodotta dall’automobile durante il movimento e nelle fasi di frenaggio. In California la ricerca in questa direzione è recentemente giunta alla fase della verifica su strada mediante un prototipo, l’Honda Fcx, allo scopo di analizzare i pro e i contro della nuova tecnologia. L’automobile dotata di supercondensatori è del tutto sicura, non necessita di alcun tipo di serbatoio per stoccare il carburante, non inquina ed è assolutamente silenziosa.
L’unico handicap si riscontra nelle tecnologie, tutte già disponibili ma anche costose. Il futuro della produzione su scala dipenderà interamente dalle performance e dall’autonomia di percorrenza dei veicoli con supercondensatori. Se saranno almeno accettabili non c’è dubbio che le economie di scala e gli ulteriori investimenti in R&S da parte delle motor company consentiranno un forte ribasso del costo di produzione.
Dal punto di vista ambientale resta ancora da analizzare l’impatto su scala della diffusione di un sistema a batterie che dovrebbero garantire una vita almeno pari a quella dell’automobile ed essere predisposte al riciclaggio.