Il nuovo mantello per le auto elettriche prolunga la durata della batteria controllando la temperatura

Jun 12, 2023

SHANGHAI—È stato progettato un “mantello termico” all’avanguardia per prolungare la durata della batteria delle auto elettriche, il tutto senza consumare energia aggiuntiva.

Gli scienziati affermano che il mantello termico Janus, che funziona in tutte le stagioni, può ridurre drasticamente la temperatura di un veicolo elettrico in una giornata calda e aumentarla di 44° durante la notte. Composto prevalentemente da silice e alluminio, questo mantello innovativo svolge la sua funzione di regolazione della temperatura in modo autonomo, non richiedendo né energia esterna né adattamenti specifici alle condizioni meteorologiche.

Il gruppo di ricerca descrive il mantello come “vestiti per veicoli”. Suggeriscono che potrebbe migliorare la longevità della batteria delle auto elettriche mitigando le variazioni di temperatura dannose.

Il prototipo smorza le fluttuazioni naturali della temperatura isolando il veicolo, o qualsiasi altro oggetto, dall'ambiente circostante. Il mantello presenta due componenti principali: uno strato esterno che riflette efficacemente la luce solare e uno strato interno che intrappola e immagazzina il calore.

Anche il calore raccolto dallo strato esterno del mantello viene espulso in modo da permettergli di dissiparsi nell'ambiente esterno.

Prende il nome dalla divinità romana bifronte Giano e il design bidirezionale del mantello è una caratteristica significativa. Il suo guscio esterno è composto da sottili fibre di silice rivestite con scaglie esagonali di nitruro di boro, una sostanza ceramica simile alla grafite, che migliora la riflettività solare. Queste fibre sono intrecciate in un tessuto e legate allo strato interno in lega di alluminio.

I ricercatori dell'Università Jiao Tong di Shanghai hanno testato l'efficacia del mantello sui veicoli elettrici in condizioni ambientali tipiche a Shanghai, sulla costa centrale della Cina.

Senza il mantello, la temperatura interna di un'auto ha raggiunto il picco di circa 123°F a mezzogiorno, mentre la temperatura all'interno dell'auto dotata del mantello ha raggiunto solo 23°C. A mezzanotte, invece, la temperatura all’interno dell’auto occultata è rimasta significativamente più calda di quella esterna e non è mai scesa sotto lo zero.

"Il mantello termico è come un indumento per veicoli, edifici, astronavi o anche habitat extraterrestri per mantenersi freschi d'estate e caldi d'inverno", spiega il dottor Kehang Cui, scienziato dei materiali presso l'Università Jiao Tong di Shanghai e autore senior dello studio, in un comunicato stampa. Ha riconosciuto la sfida nello sviluppo di un sistema in grado di accendersi e spegnersi automaticamente senza energia esterna.

Per combattere questo problema durante l'inverno, il team del dottor Cui ha utilizzato un effetto chiamato "riciclaggio dei fotoni". In sostanza, qualsiasi energia intrappolata sotto il mantello oscillerà tra il veicolo e il mantello invece di dissiparsi nell'ambiente circostante.

“Questa è la prima volta che potremmo raggiungere un riscaldamento al di sopra della temperatura ambiente di quasi 7°C durante le notti invernali”, afferma il dott. Cui. “Anche questo è un po’ sorprendente per noi: non c’è apporto di energia o sole e possiamo ancora riscaldarci.

Il team ha appositamente progettato il mantello pensando alla futura scalabilità. Sebbene le fibre di silice più sottili avrebbero migliorato la riflettività solare, sarebbero anche più fragili e incompatibili con gli attuali metodi di produzione industriale ad alto volume. I materiali scelti, tra cui alluminio, silice e nitruro di boro, sono tutti convenienti e contribuiscono a creare un mantello leggero, durevole e resistente al fuoco. I proprietari di veicoli elettrici spereranno sicuramente che la copertina innovativa arrivi sugli scaffali nel prossimo futuro.

Lo studio è pubblicato sulla rivista Device.

Lo scrittore del South West News Service James Gamble ha contribuito a questo rapporto.

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