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Toyota Aqua e le batterie al nickel-idrogeno bipolari, la terza via è possibile

Le batterie al Nickel sono morte, viva la batteria al Nickel! Chi pensa che l’elemento chimico che ha accompagnato lo sviluppo dell’ibrido fin dall’inizio debba ora lasciare l’intera scena al litio si sbaglia di grosso. La nuova Toyota Aqua infatti è la prima automobile provvista di batteria bipolare al Nickel e promette prestazioni decisamente interessanti.

Toyota Aqua
C’era già e non lo sapevamo

Ma l’altra notizia è che questa tecnologia è stata utilizzata anche sulla precedente generazione della Aqua, ma l’ultima versione è più densa di energia del 40% e del 50% di potenza. L’aqua è venduta solo in Giappone e, così come in precedenza, anche la nuova generazione condivide il pianale con la Yaris. In questo caso, parliamo della piattaforma GA-B, la stessa utilizzata anche per la Yaris Cross e la Aygo X.

Toyota Aqua

Dunque il passaggio dalle batterie al Nickel Metal-Idrato (Ni-Mh) a quelle a litio (che contengono comunque quello che anticamente era definito il “rame bianco”) non è scontato né univoco. E per di più è coinvolto l’idrogeno perché tecnicamente le batteria della Aqua sono definite proprio ad idrogeno (NiH2). Anche le Ni-Mh contengono idrogeno, ma non in forma gassosa, bensì legato chimicamente all’elettrodo.

Idrogeno gassoso e non legato

Le celle delle batterie NiH2 sono infatti riempite con idrogeno allo stato gassoso a 82,7 bar. La novità delle batterie NiH2 Toyota è che hanno una struttura planare e non cilindrica, come visto in altre applicazioni, in particolare aerospaziali. Rispetto alle Ni-Mh hanno inoltre una conformazione interna semplificata con i due elettrodi applicati sullo stesso collettore e senza l’interposizione di un separatore.

Toyota Aqua

Il separatore sulle batterie Ni-Mh serve a isolare le coppie di elettrodi. A tal proposito, Toyota Industries Corporation, la consociata che ha sviluppato le nuove batterie, ha depositato un brevetto specifico (JP6680644B2). Tale brevetto riporta che i separatori sono in tessuto non tessuto polioleifinico mentre l’elettrolita è all’idrossido di potassio in forma di soluzione acquosa o gel.

Potenza doppia

Tale struttura permette di avere anche una superficie attiva maggiore. Il risultato è una potenza doppia rispetto alle batteria Ni-Mh. Inoltre, grazie al ridotto numero di connessioni, le resistenze interne sono inferiori e maggiore è il flusso di corrente. Anche l’effetto memoria deve essere più basso poiché l’Aqua è dotata anche di una spina a 100 Volt fino a 1,5 kW di potenza.

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Bisognerebbe dunque capire perché Toyota usa la tecnologia NIH2 solo per l’Aqua e non anche per gli altri ibridi. Di sicuro, tale tipo di batteria ha una grande stabilità chimica e durata (almeno 20.000 cicli) tant’è che sul telescopio spaziale Hubble è stata rimpiazzata dopo 18 anni, 13 anni in più rispetto a quanto preventivato in sede di progetto.

Hanno un futuro o no?

Tali batterie per le loro caratteristiche hanno potenzialmente un futuro per le ibride. Toyota sta utilizzando la tecnologia degli ioni di litio per le sue ultime ibride e per quelle del futuro ha già annunciato che utilizzerà le batterie allo stato solido. Le Ni-Mh sembrano dunque destinate a lasciare la scena.

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Toyota le ha applicate sin dall’inizio alle proprie ibride e sopravvivono ancora attualmente. Tale tecnologia fu presa dalla Matsushita (ora Panasonic), che l’aveva sviluppata negli ’80, ben prima dell’arrivo del litio. A Nagoya l’hanno perfezionata nel tempo accumulando oltre mille brevetti.

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