L'aereo elettrico? Possibile in 3/4 anni con le nuove batterie secondo i calcoli di Elon Musk

L'aereo elettrico? Possibile in 3/4 anni con le nuove batterie secondo i calcoli di Elon Musk

Le nuove batterie su cui stanno lavorando i tecnici Tesla dovrebbero sfondare il tetto dei 400 Wh/kg (contro i 260 Wh/kg attuali) e permettere finalmente di pensare alla propulsione elettrica anche per gli aerei: parola di Elon Musk

di pubblicata il , alle 16:01 nel canale Scienza e tecnologia
Tesla
 

La mente di Elon Musk è sempre al lavoro a pensare ai progetti futuri. Il CEO di Tesla e SpaceX ha certamente una passione per due cose: le cose che si spostano con una propulsione elettrica e le cose che volano. Uno dei progetti nella mente di Musk non può quindi che essere quello dell'aereo elettrico a batteria.

C'è un problema attualmente per questo tipo di velivoli quando si scala oltre la dimensione dei droni: la densità di energia delle attuali batterie è troppo bassa. Non solo questo minimizza il reale carico utile nel migliore dei casi, ma con il crescere delle dimensioni e peso dell'aereo e quindi della potenza richiesta per farlo alzare in volo (sommando peso e resistenza aerodinamica) fa arrivare a un punto in cui il peso delle batterie deputate a fornire la potenza diminuirebbe in modo talmente consistente l'autonomia da renderla risibile. Se avete 10 minuti di tempo potete da un occhio al video incorporato qui sotto.

La densità di energia delle batterie attuali riesce ad arrivare, prendendo il caso di Tesla, a circa 260 Wh/kg. Si tratta di un dato leggermente più basso di quello che nel 2018 era stato utilizzato nel video qui sopra per i calcoli prendendo il miglior valore ipotizzabile.

Secondo Elon Musk però l'aereo elettrico non è così lontano. Secondo i suoi calcoli esso potrà diventare una realtà quando le batterie raggiungeranno una densità di energia pari a 400 Wh/kg e Musk prevede che questa soglia possa essere raggiunta nel giro di 3/4 anni.

Il commento di Musk è basato su una ricerca pubblicata dai tecnici di Tesla, che stanno studiando una batteria di nuova generazione, che promette un salto nella densità energetica. Attualmente molto spazio all'interno delle celle è 'sprecato' nella zona dell'anodo dove viene creato uno spesso strato di litio. I ricercatori hanno dimostrato la fattibilità di una batteria litio-metallo con elettrolita liquido a due sali (LiDFOB/LiBF4) con anodo in rame in cui il primo strato di litio viene depositato sull'anodo dal catodo durante il primo ciclo di carica. La nuova batteria avrebbe il vantaggio di avere un impaccamento più denso, risparmiando spazio inziale all'anodo e inoltre ha dimostrato nelle ricerche di essere meno prona alla formazione di dendriti di litio all'anodo, che limitano la vita utile delle batterie e la loro capacità utile nel tempo.

Si tratta di un approccio totalmente diverso rispetto alle batterie a stato solido, viste attualmente come la via maestra per l'evoluzione della mobilità elettrica. Sarà interessante vedere nei prossimi anni quale sarà la tecnologia vincente e se davvero nel giro di poco tempo vedremo una diffusione di aerei elettrici paragonabile a quella delle auto.

15 Commenti
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phmk26 Agosto 2020, 16:30 #1

Con anodo in rame...

Allora investirò in azioni ed ETF che trattano il rame.
I metalli pesanti quelli sono e non si possono "fabbricare".
A fronte di un parziale riciclo dovranno per forza essere estratti da miniere o asteroidi ...
Un prcesso per niente inquinante, tutto "green" .... per chi ci crede ancora ...
ninja75026 Agosto 2020, 16:32 #2
non credo il problema sia unicamente quello altrimenti avremmo già l'elettrico sulle brevi distanze es italia->brexit o italia->francia
Personaggio26 Agosto 2020, 16:47 #3
Originariamente inviato da: phmk
Allora investirò in azioni ed ETF che trattano il rame.
I metalli pesanti quelli sono e non si possono "fabbricare".
A fronte di un parziale riciclo dovranno per forza essere estratti da miniere o asteroidi ...
Un prcesso per niente inquinante, tutto "green" .... per chi ci crede ancora ...


Il Rame costa molto meno del Cobalto e si trova un po' ovunque mentre quest'ultimo solo in paesi in guerra e del terzo mondo.

Inoltre ci sarà tanto rame da riciclare in futuro. La TIM mette ogni anno in bilancio un patrimonio di 12 MLD di € nel solo costo a peso del rame della sua rete in tutta Italia. Già oggi molto di quella rete non è più usato. Nelle tratte centrali-armadi stradali è sostituiti dalla fibra e presto anche il resto della rete lo sarà. Parliamo a 4€ al KG di 3 Mt di Rame (3 milioni di tonnellate). Praticamente poi farci l'anodo per migliaia di miliardi di batterie.
Axios200626 Agosto 2020, 16:48 #4
Aereo il cui peso non cambia durante il volo, con autonomia di pochi km e centinaia di ore di ricarica. Tipo il volo Roma - New York una sola volta al mese...
Personaggio26 Agosto 2020, 17:07 #5
Originariamente inviato da: Axios2006
Aereo il cui peso non cambia durante il volo, con autonomia di pochi km e centinaia di ore di ricarica. Tipo il volo Roma - New York una sola volta al mese...


non è così. Se le 3'400 batterie di una Model 3 LR (da 75KWh con le celle 2170 da 6Ah) puoi caricarle a 250KW, significa che ogni singola batteria assorbe circa 73.5Wh. che a 3.7V (la tensione della batteria) sono circa 20Ah.
Se su un aereo invece di 3'400 batterie ne hai 34'000 significa che puoi fare la ricarica a 2.5MW impiegando lo stesso tempo della Model 3 LR e cioè 30 minuti, che corrispondono poi al tempo di sbarco/imbarco di un aereo.

Il problema è che 34'000 batterie da 6Ah l'una, fanno 204KAh, a 3.7V sono 755KWh.
Non ti basta nemmeno per un volo Roma-Milano.
moroboshy26 Agosto 2020, 17:24 #6
Mi sa che con una densità energetica di 400 Wh siamo ben lontani dal far volare un aereo per scopi commerciali. Giusto per curiosità mi sono andato a vedere i dati del C130.

Peso a vuoto 34 274 kg
Peso max al decollo 79 380 kg
Potenza 3 700 kW X 4 motori = 13 832kW

Non so quanta potenza usi per viaggiare a velocità di crociera, ma per 2 ore di autonomia al massimo ci vogliono

69 160 kg di batterie,

peraltro trascurando i rendimenti. Se caricasse solo batterie farebbe si e non in tempo a staccarsi da terra, fare un giro sopra la pista ed atterrare. Ricordiamoci che con l'aereo, l'autonomia è una cosa seria e bisogna lasciarsi un bel margine.
aqua8426 Agosto 2020, 17:48 #7
L'aereo elettrico? Possibile in 3/4 anni

c'è un / di troppo forse
Personaggio26 Agosto 2020, 18:03 #8
Originariamente inviato da: moroboshy
Mi sa che con una densità energetica di 400 Wh siamo ben lontani dal far volare un aereo per scopi commerciali. Giusto per curiosità mi sono andato a vedere i dati del C130.

Peso a vuoto 34 274 kg
Peso max al decollo 79 380 kg
Potenza 3 700 kW X 4 motori = 13 832kW

Non so quanta potenza usi per viaggiare a velocità di crociera, ma per 2 ore di autonomia al massimo ci vogliono

69 160 kg di batterie,

peraltro trascurando i rendimenti. Se caricasse solo batterie farebbe si e non in tempo a staccarsi da terra, fare un giro sopra la pista ed atterrare. Ricordiamoci che con l'aereo, l'autonomia è una cosa seria e bisogna lasciarsi un bel margine.


il problema è proprio lì, fosse una vettura a benzina il rendimento dell'elettrico è il triplo, ma su un aereo con un carburante molto particolare, non saprei proprio quale fosse la proporzione del rendimento, fosse di 1/3 come per le vetture a benzina, il peso non sarebbe più un problema. anche fosse 1/2, 35KG di batteria ci starebbero tutti. Certo non puoi caricarci un carro armato poi...
moroboshy26 Agosto 2020, 18:13 #9
Originariamente inviato da: Personaggio
il problema è proprio lì, fosse una vettura a benzina il rendimento dell'elettrico è il triplo, ma su un aereo con un carburante molto particolare, non saprei proprio quale fosse la proporzione del rendimento, fosse di 1/3 come per le vetture a benzina, il peso non sarebbe più un problema. anche fosse 1/2, 35KG di batteria ci starebbero tutti. Certo non puoi caricarci un carro armato poi...


Il rendimento al quale mi riferisco è quello dei motori elettrici che, nel calcolo, ho ottimisticamente trascurato, quindi assunto che sia del 100%, quando nella realtà è impossibile. Con 35 kg di batterie non ci fai neanche un giro d'elica. Come ho scritto sopra, un velivolo di quelle dimensioni abbisogna di decine di tonnellate di batterie, ovvero il massimo carico possibile, solo per volare qualche decina di minuti. Vedi tu se non ci sono problemi...
Marko_00126 Agosto 2020, 18:32 #10
"che puoi fare la ricarica a 2.5 MW"
ovvero quella fornita da una centrale nucleare
tipo quella di Golfech in Francia che fornisce 2,726 MW?
mi pare che siate leggermente fuori scala
senza contare i cavi che necessitano per trasferire quella energia
e gli interruttori che servono a proteggerli.

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