Nuovo materiale per pacchi batterie sviluppato da ENEA
Il progetto FENICE coordinato dal laboratorio di Faenza in collaborazione con Centro Ricerche Fiat e altri partner propone un materiale innovativo per ridurre il peso sui veicoli elettrici, in generale nell’automotive e anche altrove
Un nuovo materiale composito che contribuirà a rendere l’impiego di batterie nei veicoli elettrici più sicuro e sostenibile è il risultato di una attività di ricerca e sviluppo affidata al progetto FENICE ( acronimo di Fire resistant ENviroment-frIendly CompositEs), al quale col coordinamento ENEA partecipano 10 partner, tra cui il Centro Ricerche Fiat di Orbassano.
Il nuovo materiale è stato studiato da ENEA e partner per custodire le batterie agli ioni di litio dei veicoli elettrici con un progetto distribuito su 42 mesi di durata e finanziato nell’ambito di uno dei programmi sostenuti dall’organismo europeo EIT Raw Materials.
Il composito fibro-rinforzato è basato su un componente pre-impregnato riciclabile brevettato dall’azienda italiana Crossfire, che è partner del progetto, e potrà rappresentare una promettente alternativa ai materiali attualmente sul mercato per la realizzazione delle “scatole” che inseriscono le batterie nei pianali dei veicoli. Il lavoro è nel solco della tradizionale ricerca da parte delle case auto del contenimento del peso dei veicoli.
Con gli anni il tema è rimasto di attualità, passando da funzioni tanto diverse quanto le performance delle auto da corsa all’aumento dell’autonomia dei veicoli elettrici, ovviamente favorita dalla minore massa da mettere in movimento. Nel caso dei veicoli elettrici emerge anche nei conti complessivi dell’impronta di emissioni anche il fattore delle misure del ciclo di vita completo dei veicoli, che cambia man mano scende il peso.
Per queste e altre buone ragioni il mercato dei materiali leggeri compositi automotive sta vivendo una crescita esponenziale. “I materiali compositi adatti alle produzioni di massa devono però poter essere prodotti velocemente e senza generare scarti o sostanze tossiche durante la produzione”, spiega Claudio Mingazzini, ricercatore del Laboratorio ENEA Tecnologie dei materiali Faenza e coordinatore del progetto. “Inoltre le materie prime devono essere a basso costo, riciclabili e, preferibilmente, provenire da una filiera europea”.
Tramite l’azienda italiana TACITA specializzata nello sviluppo di motociclette e veicoli elettrici il materiale sta già intraprendendo un percorso di passaggio su larga scala, con la tecnologia che sarà trasferita da mezzi da competizione alle versioni da strada delle due ruote.
Coi prototipi di box batteria sviluppati nell’ambito del progetto FENICE, la nuova resina ad alte prestazioni realizzata da Crossfire a partire da PET (il materiale plastico che conosciamo nelle comuni bottiglie) grazie a una formulazione e ingegnerizzazione su misura ha dimostrato di poter soddisfare i requisiti richiesti per la realizzazione di diversi componenti strutturali delle auto elettriche, tra cui l’involucro delle batterie.
L’involucro, costituito da strati alternati di materiale composito fibro-rinforzato e alluminio, garantisce anche una elevata resistenza al fuoco, eventualità che può riguardare sia collisioni sia eventuali effetti dei thermal runaway di celle, o sottoposte a stress particolari o nate difettose.
“Sebbene le statistiche mostrino che i veicoli elettrici hanno una probabilità di incendiarsi già molto inferiore rispetto alle auto che utilizzano combustibili fossili, si punta a livelli di sicurezza sempre più elevati. Per queste ragioni i nuovi box batteria sono pensati proprio per essere resistenti anche alle condizioni più avverse” precisa il ricercatore ENEA.“È solo un primo risultato, ma rappresenta una tappa importante per accelerare l’elettrificazione e la de-carbonizzazione dei mezzi di trasporto”.
La nota stampa non lo precisa, ma sembra scontato che il materiale sia “agnostico” dal punto di vista della chimica delle celle scelte dai produttori di batterie e dei loro clienti. Sarebbe inoltre interessante sapere se il materiale di questa nuova offerta italiana per la filiera delle batterie sia “agnostica” anche dal punto di vista dell’architettura dei box batterie.
Infatti come è noto la tradizionale soluzione “cella-modulo-pacco” non ha più l’egemonia nei pianali, su spinta dell’innovazione cinese (e anche recentemente di colossi tradizionali come LG Energy Solution) che sta proponendo interessanti alternative cell-to-pack.
Il concetto CTP appare un contributo alla riduzione del peso e sarebbe interessante se fosse coniugabile col materiale del progetto FENICE. Consultato al riguardo, il coordinatore ci ha espresso ottimismo su ulteriori progressi applicativi della tecnologia, dopo gli appropriati sviluppi.
Il progetto in corso studierà inoltre le possibili applicazioni degli stessi materiali (e altri simili basati su resine diverse) anche al di fuori del settore automotive, in ambiti che spaziano dalla nautica al ferroviario, dalle costruzioni all’eolico, sempre con l’obiettivo di coniugare le esigenze delle produzioni di massa all’insegna dell’innovazione e della sostenibilità.
