Anche se Tesla è oggi fortemente impegnata con importanti investimenti nell’industrializzazione su larga scala (GigaFactory) e ottimizzazione (nuovo formato 2170) della tecnologia delle celle agli ioni di litio, in passato aveva avviato studi sulle batterie con celle metallo-aria, con la “solita” finalità di rendere possibili una maggiore autonomia, elevata densità gravimetrica di energia, lunga vita e tempi di ricarica ridotti.
Una doppia batteria per aumentare l’autonomia
Una delle possibilità che erano state valutate era quella di abbinare una batteria principale agli ioni di litio con una batteria metallo-aria; quest’ultima avrebbe giocato un ruolo simile al motore termico installato sulle elettriche con extender (come la BMW i3 RE, recentemente anche entrata nella flotta di DriveNow a Milano), incaricandosi di fornire nuova energia qualora la batteria principale al litio fosse prossima a scaricarsi.
Il vantaggio della batteria è che l’avrebbe fatto a zero emissioni in quanto l’energia sarebbe stata prodotta senza combustione di idrocarburi ma attraverso l’ossidazione (con ossigeno atmosferico) del metallo costituente l’anodo. In fase di ricarica una cella metallo-aria rilascia ossigeno.
I vantaggi delle celle metallo aria nelle batterie
Le celle metallo-aria e in special modo le litio-aria hanno valori teorici elevatissimi di densità gravimetrica di energia: idealmente anche 12 kWh/kg, al livello del contenuto energetico della benzina; questi valori non sono stati ancora raggiunti, ma già allo stato attuale di sviluppo della tecnologia sono state realizzate batterie Litio-aria da 1,7 kWh/kg, contro i tipici 0,2-0,4 di una attuale cella convenzionale agli ioni di Litio.
È quindi chiaro il potenziale sfruttabile e si spiega facilmente l’interesse per questa tecnologia, della quale in effetti si stanno occupando in molti.
Abbiamo già avuto dato conto delle attività al riguardo condotte dall’Università di Cambridge (utilizzo di grafene negli elettrodi per aumentare la superficie di reazione), dal MIT (utilizzo di virus geneticamente modificati nella fabbricazione degli elettrodi per ottenere rugosità superficiali elevatissime) e da grandi aziende quali BMW-Toyota e perfino IBM.
Il brevetto di Tesla sulle batterie litio aria
Fra le ricadute della sua attività di ricerca attività Tesla ha depositato diverse richieste di brevetto, fra le quali una è stata recentemente accolta.
L’azienda ha ottenuto così il brevetto US9209631 B2 relativo alla problematica del controllo dell’emissione di ossigeno (potenzialmente pericolosa in caso di concentrazioni elevate in quanto potrebbe facilitare l’innesco di incendi) durante la ricarica di una cella metallo-aria.
È interessante notare che pur avendo Tesla reso open source tutti i suoi brevetti nel 2013, così da renderli utilizzabili da chiunque intenda realizzare veicoli elettrici, il costruttore continua a sottometterne di nuovi, principalmente allo scopo di proteggere sè stessa (e probabilmente, in senso più ampio, l’intero settore delle auto elettriche) da altre aziende che potrebbero brevettare per prime le stesse soluzioni per poi servirsene contro Tesla.
Tesla Metal Air Patent by Fred Lamert on Scribd
Immagine di apertura: Flickr – Arnold de Leon
