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La nuova batteria strutturale in fibra di carbonio

Portare sul mercato una batteria ultraleggera e flessibile realizzata sfruttando le potenzialità delle fibre di carbonio potrebbe dare un nuovo volto all’accumulo energetico integrato. Questa perlomeno è la speranza di Sinonus, spin-out della Chalmers Technical University e di KTH, oggi parte del  portafoglio di Chalmers Ventures. La giovane azienda sta lavorando con questo materiale con l’obiettivo di trasformare oggetti come le auto, le pale eoliche e gli edifici in vere e proprie batterie strutturali. 

Un sogno che ha già solide radici. La tecnologia per realizzare questi dispositivi è stata sviluppata dai ricercatori della Chalmers University of Technology, attraverso molti anni di ricerca. Valutando potenzialità, sicurezza e prestazioni. E’ lo stesso ateneo che ha stimato come le batterie strutturali a base di fibra di carbonio avrebbero il potenziale di aumentare del 70% l’autonomia dei veicoli elettrici leggeri. 

Oggi Sinonus compie il passo successivo. “Per consentire una maggiore efficienza del sistema, abbiamo sviluppato un composito a base di fibra di carbonio in grado di fornire resistenza strutturale e immagazzinare energia, tutto in uno”, si legge sul sito dell’azienda. “In questo modo possiamo utilizzare la massa che è ‘già lì’ per immagazzinare energia, con la possibilità aggiuntiva di ridurre peso, volume e migliorare le prestazioni complessive del sistema”. 

Fibre di carbonio, il ruolo nell’accumulo

La fibra di carbonio è un materiale da costruzione resistente e leggero in grado di immagazzinare energia elettrochimicamente. Sinonus utilizza questa multifunzionalità per realizzare vere e proprie batterie strutturali a base di fibra di carbonio che non solo conservino l’elettricità ma che diventino anche parte integrante del prodotto finale.

“Raggiungiamo questo obiettivo utilizzando la forza strutturale delle fibre di carbonio, lasciando allo stesso tempo che servano da elettrodi nella cella di batteria. Questo, in combinazione con un elettrolita appositamente sviluppato, rende possibile costruire dispositivi leggeri e strutturalmente robusti con capacità di accumulo elettrico integrata“.

A che punto siamo

L’azienda riferisce di aver già dimostrato il potenziale della sua tecnologia sostituendo le batterie AAA nei prodotti a basso consumo a livello di laboratori. Però è presto per gridare alla svolta tecnologica. Ad oggi mancano totalmente informazioni sulla densità energetica, ossia su quanta energia queste batterie riescano a immagazzinare per un dato peso.

Un dato è sicuro: al momento non possono competere con le batterie a ioni di litio e neppure con le sue alternative più papabili. Nel 2021 il prototipo realizzato dall’ateneo svedese aveva raggiunto una densità di appena 24 Wh/kg. Ossia  circa il 20% della capacità delle ricaricabili al litio in commercio. Ma allora uno dei capi progetto, Leif Asp, aveva stimato che la tecnologia potesse raggiungere una densità energetica di 75 Wh/kg (e una rigidità di 75 GPa).

“Immagazzinare energia elettrica nella fibra di carbonio potrebbe non diventare efficiente quanto le batterie tradizionali”, spiega Markus Zetterström, nominato in questi giorni CEO dell’azienda. “Ma dal momento che la nostra soluzione in fibra di carbonio ha anche una capacità di carico strutturale, si possono ottenere grandi vantaggi a livello di sistema”.

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