Roma, 22/05/2024
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Batterie per aerei elettrici: Northvolt e Cuberg annunciano una importante novità

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Cuberg, azienda controllata di Northvolt, a sua volta produttrice di batterie sostenibili, annuncia la creazione di celle ad altissime prestazioni studiate per gli aerei elettrici e prossime alla commercializzazione. La differenza con quelle della cinese CATL

Northvolt, fondata nel 2016, è un’azienda svedese di batterie sostenibili, ovvero a basse emissioni di carbonio. Accumulatori quanto più verdi possibile, insomma, con l’intento di avere entro i prossimi anni delle batterie che producono l’80% in meno di CO2 rispetto a quelle tradizionali.

Cuberg, controllata di Northvolt, annuncia batterie ad alte prestazioni per aerei elettrici

Un impegno ambientale che però non vuole mettere in secondo piano l’aspetto prestazionale. Una controllata di Northvolt, la californiana Cuberg (nata nel 2015 ed acquisita dagli svedesi nel 2021) ha infatti annunciato delle batterie ad altissime prestazioni, tali da poter alimentare un aereo in piena sicurezza e sostenibilità.

Il che sarebbe di per sé una notizia. Se è vero che esistono diverse compagnie che lavorano a velivoli commerciali e di linea elettrici, è anche vero che implementare batterie per rendere degli aerei full electric è una impresa un po’ fuori dalla portata, giacché si rischia di avere accumulatori troppo pesanti (visti i mezzi in questione: immaginate cosa significa far decollare, mantenere in volo per chilometri e far atterrare anche solo un normale velivolo di linea) e non abbastanza efficienti.

Il litio metallico, asso nella manica di Cuberg

La controllata di Northvolt punta a farcela in questa impresa ambiziosa. Questo a partire dalle ricerche sulle batterie al litio metallico di ultima generazione, e che sorpassano quelle tradizionali agli ioni di litio in termini di potenza e capacità. Test dello scorso anno svolti da un laboratorio indipendente avevano infatti dimostrato una durata di 672 cicli di carica e scarica delle celle a sacchetto (di tipo pouch, perciò) Cuberg prima che il valore scendesse all’80% e una energia specifica pari a 380 Wh/kg (contro i 250-270 Wh/kg delle attuali controparti agli ioni di litio più performanti), assicurando quindi prestazioni d’alto livello, affidabilità e longevità.

Se è vero che le batterie dell’azienda californiana surclassano quelle agli ioni di litio anche in termini di prezzo, c’è da dire che questo sacrificio è compensato quindi dalla densità energetica, ma anche da un minor peso. Due caratteristiche che potrebbero essere una manna dal cielo per gli aerei, insomma.

Le caratteristiche delle batterie Cuberg

La stessa Cuberg ha portato avanti una serie di innovazioni e progressi verso delle batterie al litio metallico progettate per l’aviazione, con celle da 20 Ah, capacità energetica di 280 Wh/kg (che garantisce una maggiore autonomia di volo) e densità energetica pari a 320 Wh/L. Per quanto riguarda l’energia nominale prodotta, ci attestiamo sui 4,6 kWh. In generale l’azienda californiana ha poi studiato una tecnologia che sfrutta un anodo di litio metallico ed un elettrolita liquido da lei prodotto, con il risultato di ottenere celle leggere (16,4 kg) e che garantiscono alte prestazioni. Come se non bastasse, non parliamo di batterie la cui tecnologia richiede specifiche di produzione particolari: bastano i metodi standard. E questo garantisce la possibilità di una produzione di scala.

Quindi Cuberg ha pronte delle batterie che consentirebbero agli aerei elettrici una migliore autonomia rispetto a quelli tradizionali, come abbiamo visto, anche se la concorrenza in questa nicchia degli accumulatori per velivoli alimentati in maniera alternativa è già feroce, se consideriamo che il colosso cinese delle batterie CATL lo scorso mese ha annunciato celle da ben 500 Wh/kg.

Cuberg spiega nel dettaglio la tecnologia delle loro batterie

Un articolo di Steve Hanley su CleanTechnica spiega però come stanno realmente le cose riguardo quest’ultimo dato. L’autore ha parlato con un rappresentante di Cuberg, Wes Andrews, il quale è partito spiegando la differenza tra energia specifica e densità energetica.

La prima, che si misura in Wattora per chilogrammo (Wh/kh) “risponde alla domanda: quanti grammi di batteria servono per far volare l’aereo?”. Ricordiamo che un velivolo elettrico intuitivamente necessita di molta potenza per il decollo e per l’atterraggio, meno per la crociera. E la potenza non può prescindere dal peso dell’aeromobile: “Ogni grammo assorbito da una batteria è un grammo non disponibile per passeggeri o merci”, ha illustrato Andrews. “Ecco perché l’industria è così focalizzata sull’energia specifica“.

La densità energetica (Watt-ora per litro, Wh/L), invece, “risponde alla domanda: quanto spazio fisico occupa questa batteria per far volare l’aereo?”.

Secondo Andrews, Cuberg ha sviluppato un tipo di batteria che “racchiude più energia in un peso più leggero e in uno spazio più piccolo rispetto alla tradizionale tecnologia agli ioni di litio”. Per la precisione, gli accumulatori hanno misure pari a 95mm x 280mm x 540 mm. “Le nostre batterie sono ad alte prestazioni grazie alle loro eccellenti metriche di energia specifica e densità di energia”, ha spiegato la fonte dell’azienda.

“Siamo gli unici che studiano e producono batterie per l’aviazione”

Poi ha aggiunto: “La tecnologia di base di Cuberg è la nostra batteria. Ha un’energia specifica di 405 Wh/kg. È grande circa quanto una rivista piegata in tre”. Le celle inoltre sono assemblate in moduli, i quali a loro volta possono contenere “dalle 20 alle 80 celle all’interno”, pur senza voler rivelarne il numero preciso. Andrews quindi ha affermato: “I moduli vengono poi assemblati in pacchetti, che vengono quindi integrati in un sistema completo. Il sistema si interfaccia con la tecnologia del velivolo”. Secondo Andrews questo è “il punto di svolta in cui la tecnologia Cuberg comincia a fondersi con quella del costruttore di aeromobili. Il nostro programma di sistemi di batterie ha un chiaro percorso per raggiungere i 350 Wh/kg”.

I moduli delle batterie Cuberg per gli aerei. Immagine: Cuberg

Arrivando al sodo, la singola cella offre prestazioni pari a 405 Wh/kg, mentre il modulo della batteria 280 Wh/kg. “Man mano che andiamo verso il passo successivo dei progetti di celle e moduli e andiamo verso la certificazione, migriamo le prestazioni delle celle da 405 a 450 Wh/kg e le prestazioni dei moduli da 280 a 350 Wh/kg”, ha spiegato Andrews. Una traiettoria verso la commercializzazione della batteria vera e propria, verso cui Cuberg, fanno sapere dall’azienda, si sta avvicinando.

Siamo l’unica azienda di celle avanzate che persegue una strategia di sistema di batterie complete per l’aviazione” ha proseguito Andrews. “Altre start-up hanno cellule avanzate, ma non un solido programma di aviazione. Altre società ancora hanno un programma per l’aviazione, basato però su celle agli ioni di litio, che consideriamo fondamentalmente inadeguate per le esigenze ad alta intensità energetica degli aerei”.

La differenza con le batterie di CATL

E qui arriviamo finalmente a CATL. Fatto questo spiegone, Andrews ha specificato che la società cinese ha annunciato una cella con energia specifica “fino a” 500 Wh/kg. Una cifra in realtà “non specifica”, rispetto a quella di Cuberg da 405 Wh/kgconvalidata da terze parti e che è già stata spedita ai clienti in tutto il mondo”.

La fonte della società californiana ha inoltre puntualizzato che CATL non ha esattamente parlato di un programma per i sistemi aeronautici, né alcun progresso in termini di commercializzazione. Ancora, “non hanno fornito dettagli sull’approccio tecnologico, la capacità energetica o il ciclo di vita […] che sono cruciali per l’aviazione”. Intanto Cuberg punta a toccare i 1.000 Wh/L di densità energetica entro il 2025.

Immagine di Copertina: Cuberg

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