Le batterie auto-riparanti potrebbero raddoppiare la durata e le prestazioni delle batterie per veicoli elettrici (EV) | Aman Tripathi, Interesting Engineering Il sistema PHOENIX utilizza sensori per rilevare il rigonfiamento fisico, generare mappe di calore interne e identificare gas specifici. Gli scienziati stanno sviluppando batterie auto-riparanti progettate per diagnosticare danni interni e avviare riparazioni, una tecnologia che potrebbe raddoppiare la durata dei veicoli elettrici (EV). La ricerca affronta il degrado delle batterie, un fattore chiave che limita la longevità e l'adozione degli EV. "Estendere la vita della batteria ridurrà anche l'impronta di carbonio degli EV, offrendo un vantaggio sia per i consumatori che per l'ambiente," hanno dichiarato i ricercatori in un comunicato stampa. Questo lavoro fa parte dell'iniziativa PHOENIX finanziata dall'UE. Il progetto mira a creare batterie durevoli e sostenibili per supportare il passaggio del settore dei trasporti verso obiettivi come quello dell'Unione Europea di zero emissioni per le nuove auto entro il 2035. "L'idea è di aumentare la durata della batteria e ridurre la sua impronta di carbonio perché la stessa batteria può ripararsi, riducendo così le risorse necessarie complessivamente," ha dichiarato Johannes Ziegler, scienziato dei materiali presso l'Istituto Fraunhofer per la Ricerca sui Silicati ISC in Germania. Utilizzo di sensori per segnalare difetti Il progetto PHOENIX, una collaborazione che coinvolge scienziati della Svizzera, Germania, Belgio, Spagna e Italia, sta ingegnerizzando un sistema di sensori interni. Questo sistema fornisce dati più dettagliati rispetto agli attuali Sistemi di Gestione della Batteria (BMS), che monitorano principalmente parametri di sicurezza di base. "Attualmente, ciò che viene rilevato è molto limitato in termini di temperatura generale, tensione e corrente," ha osservato Yves Stauffer, ingegnere presso il Centro Svizzero per l'Elettronica e la Microtecnologia (CSEM). "Oltre a fornire una stima della disponibilità di energia residua, garantisce la sicurezza." Il sistema PHOENIX utilizza sensori per rilevare il rigonfiamento fisico, generare mappe di calore interne e identificare gas specifici, fornendo un avviso precoce di danni alla batteria. "Quando il cervello della batteria decide che è necessaria una riparazione, viene attivata la guarigione. Questo potrebbe significare comprimere la batteria per riportarla alla forma originale, ad esempio, o applicare calore mirato per attivare i meccanismi di auto-riparazione all'interno," ha spiegato il comunicato stampa. I ricercatori stanno esplorando diversi metodi, tra cui l'applicazione di calore mirato per riformare i legami chimici. "L'idea è che sotto trattamento termico, alcuni legami chimici unici possano riprendersi," ha spiegato Liu Sufu, chimico delle batterie presso il CSEM. Un'altra tecnica utilizza campi magnetici per rompere i "dendriti", crescite metalliche che possono causare cortocircuiti. Migliorare anche le prestazioni della batteria La ricerca ha raggiunto un traguardo a marzo 2025, quando un nuovo lotto di prototipi di sensori e attivatori è stato inviato ai partner per testare celle di batteria a sacchetto. Questa fase aiuterà a convalidare l'efficacia della tecnologia. Oltre a prolungare la vita, il progetto mira anche a migliorare le prestazioni. "Stiamo cercando di sviluppare batterie di nuova generazione con una densità energetica più alta," ha aggiunto Sufu. Il team sta testando l'uso del silicio negli anodi delle batterie, che possono immagazzinare più energia rispetto al grafite standard. La tecnologia di auto-riparazione del progetto potrebbe fornire la stabilità necessaria per rendere gli anodi a base di silicio commercialmente viabili, portando potenzialmente a veicoli elettrici più leggeri con un'autonomia maggiore. L'iniziativa affronta la crescente domanda di veicoli elettrici e potrebbe ridurre la dipendenza dell'industria da materie prime critiche come litio e nichel. I ricercatori riconoscono che i sensori aumentano i costi di produzione e stanno lavorando per ottimizzare la tecnologia per la fattibilità economica.