Edison e Toyota insieme per 300 nuove stazioni di ricarica a energia rinnovabile

Caruccio (Toyota Motor Italia): “La partnership con Edison rappresenta un passo concreto verso la realizzazione della nostra visione di mobilità sostenibile che punta alla totale sostenibilità del ciclo di vita dei veicoli: dalla produzione, all’utilizzo fino alla dismissione degli stessi"

Le nuove stazioni di ricarica gestite da Edison saranno collocate presso i punti vendita e assistenza Toyota e alimentate esclusivamente da energia pulita

(Rinnovabili.it) – Tra i principali limiti all’espansione della mobilità elettrica vi è ancora l’insufficiente numero di stazioni di ricarica. Solo pochi giorni fa, l’European Federation for Transport and Environment stimava che per la ricarica dei 44 milioni di veicoli elettrici circolanti in Europa previsti entro il 2030 saranno necessarie almeno 3 milioni di nuove colonnine. Un numero 15 superiore a quello attuale, calcolato da T&E in sole 185.000 unità.

Il problema, com’è chiaro, riguarda anche il nostro Paese. Nel 2018, in Italia sono state immatricolate circa 10.000 auto elettriche, di cui il 50% BEV e il 50% PHEV. Numeri che portano il totale delle auto elettriche circolanti in Italia a fine 2018 a circa 22.000 unità ed ulteriormente cresciuto nei primi sette mesi del 2019 grazie all’immatricolazione di altre 6.000 auto full electric (+113% rispetto al medesimo periodo del 2018). Benchè anch’esso in netto aumento rispetto al 2018, il numero di colonnine attualmente attive in Italia (5.507 secondo i dati Legambiente 2019), non sarà sufficiente – come in Europa – alla crescita dei veicoli a zero emissioni circolanti sulle nostre strade.

Per preparasi al futuro, il gruppo Toyota ha siglato in questi giorni una partnership con Edison finalizzata alla creazione in Italia di nuove stazioni di ricarica ad accesso pubblico. E tutti i punti di e-charger saranno alimentati esclusivamente da energia rinnovabile. 

L’accordo prevede nel dettaglio l’installazione ad opera della società energetica di Foro Buonaparte di oltre 300 stazioni di ricarica presso tutti i punti vendita e assistenza Toyota e Lexus in Italia. Oltre alla realizzazione dell’infrastruttura, Edison si occuperà anche della relativa gestione e manutenzione, garantendo allo stesso tempo la fornitura di energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili. Le infrastrutture di ricarica saranno aperte al pubblico e i clienti ne potranno usufruire tramite l’App Edison.

Non solo: grazie all’intesa, la società energetica metterà a disposizione della casa automobilistica il proprio know how per individuare, a partire dall’analisi dei consumi effettivi dei Concessionari e Centri Assistenza, le migliori soluzioni di efficientamento energetico, compresa l’installazione di impianti fotovoltaici per autoproduzione di energia elettrica. 

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“Siamo orgogliosi di questa partnership che guarda alla mobilità elettrica in modo integrato, fornendo ai clienti non solo strumenti di mobilità all’avanguardia ma servizi e offerte competitive, di qualità, responsabili e rispettose sul fronte della sostenibilità ambientale – ha commentato Massimo Quaglini, Amministratore Delegato di Edison Energia -. In Toyota abbiamo trovato un partner che condivide il nostro impegno per costruire insieme un futuro di energia sostenibile in linea con i comuni obiettivi di lotta ai cambiamenti climatici”. 

“La partnership con Edison rappresenta un passo concreto verso la realizzazione della nostra visione di mobilità sostenibile” ha dichiarato Mauro Caruccio, Amministratore Delegato di Toyota Motor Italia. “Un piano che, in modo olistico, punta alla totale sostenibilità del ciclo di vita dei veicoli: dalla produzione, all’utilizzo fino alla dismissione degli stessi. Ad esempio, dallo scorso anno utilizziamo solo energia elettrica generata da fonti rinnovabili per tutte le attività nei centri produttivi, logistici e operativi presenti in Europa. Un percorso che vogliamo condividere con partner importanti, come Edison, uniti dalla stessa visione e impegno per la salvaguardia ambientale”.

Le due aziende hanno anche annunciato l’intenzione di studiare nuove soluzioni dedicate ai rispettivi clienti per rendere le loro abitazioni e la loro mobilità sempre più sostenibili. Al centro del progetto – sottolineano Edison e Toyota – vi sarebbe l’intenzione di promuovere l’adozione di uno stile di vita responsabile e in armonia con l’ambiente.  

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Grazie ad un nuovo processo sintetico è stato creato un elettrolita di solfuro solido dotato della più alta conduttività per gli ioni di sodio più alta mai registrata. Circa 10 volte superiore a quella richiesta per l'uso pratico

Batterie al Sodio allo Stato Solido più facili da Produrre

La batterie allo stato solido incarnano a tutti gli effetti il nuovo mega trend dell’accumulo elettrochimico. E mentre diverse aziende automobilistiche tentano di applicare questa tecnologia agli ioni di litio, c’è chi sta percorrendo strade parallele. É il caso di alcuni ingegneri dell’Università Metropolitana di Osaka, in Giappone. Qui i professori Osaka Atsushi Sakuda e Akitoshi Hayash hanno guidato un gruppo di ricerca nella realizzazione di batterie al sodio allo stato solido attraverso un innovativo processo di sintesi.

Batterie a Ioni Sodio, nuova Frontiera dell’Accumulo

Le batterie al sodio (conosciute erroneamente anche come batterie al sale) hanno conquistato negli ultimi anni parecchia attenzione da parte del mondo scientifico e industriale. L’abbondanza e la facilità di reperimento di questo metallo alcalino ne fanno un concorrente di primo livello dei confronti del litio. Inoltre l’impegno costante sul fronte delle prestazioni sta portando al superamento di alcuni svantaggi intrinseci, come la minore capacità. L’ultimo traguardo raggiunto in questo campo appartiene ad una ricerca cinese che ha realizzato un unità senza anodo con una densità di energia superiore ai 200 Wh/kg.

Integrare questa tecnologia con l’impiego di elettroliti solidi potrebbe teoricamente dare un’ulteriore boost alla densità energetica e migliorare i cicli di carica-scarica (nota dolente per le tradizionali batterie agli ioni di sodio). Quale elettrolita impiegare in questo caso? Quelli di solfuro rappresentano una scelta interessante grazie alla loro elevata conduttività ionica e lavorabilità. Peccato che la sintesi degli elettroliti solforati non sia così semplice e controllabile. Il che si traduce in un’elevata barriera per la produzione commerciale delle batterie al sodio allo stato solido.

Un Flusso di Polisolfuro reattivo

É qui che si inserisce il lavoro del team di Sakuda a Hayash. Gli ingegneri hanno messo a punto un processo sintetico che impiega sali fusi di polisolfuro reattivo per sviluppare elettroliti solidi solforati. Nel dettaglio utilizzando il flusso di polisolfuro Na₂S_x come reagente stechiometrico, i ricercatori hanno sintetizzato due elettroliti di solfuri di sodio dalle caratteristiche distintive, uno dotato della conduttività degli ioni di sodio più alta al mondo (circa 10 volte superiore a quella richiesta per l’uso pratico) e uno vetroso con elevata resistenza alla riduzione.

“Questo processo è utile per la produzione di quasi tutti i materiali solforati contenenti sodio, compresi elettroliti solidi e materiali attivi per elettrodi“, ha affermato il professor Sakuda. “Inoltre, rispetto ai metodi convenzionali, rende più semplice ottenere composti che mostrano prestazioni più elevate, quindi crediamo che diventerà una metodologia mainstream per il futuro sviluppo di materiali per batterie al sodio completamente allo stato solido“.  I risultati sono stati pubblicati su Energy Storage Materials and Inorganic Chemistry .

Un gruppo di scienziati della Lehigh University ha sviluppato un materiale dotato di una efficienza quantistica esterna di 90 punti percentuali sopra quella delle celle solari tradizionali

Nuovo materiale quantistico con un assorbimento solare medio dell’80%

Atomi di rame inseriti tra strati bidimensionali di seleniuro di germanio e solfuro di stagno. Questa la ricetta messa a punto dai fisici Srihari Kastuar e Chinedu Ekuma nei laboratori della Lehigh University, negli Stati Uniti, per dare una svecchiata alla prestazioni delle celle solari. Il duo di ricercatori ha così creato un nuovo materiale quantistico dalle interessanti proprietà fotovoltaiche. Impiegato come strato attivo in una cella prototipo, infatti, il nuovo materiale ha mostrato un assorbimento solare medio dell’80%, un alto tasso di generazione di portatori fotoeccitati e un’efficienza quantistica esterna (EQE) record del 190%. Secondo gli scienziati il risultato raggiunto supera di gran lunga il limite teorico di efficienza di Shockley-Queisser per i materiali a base di silicio e spinge il campo dei materiali quantistici per il fotovoltaico a nuovi livelli. 

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L’efficienza quantistica esterna

Tocca fare una precisazione. L’efficienza quantistica esterna non va confusa con l’efficienza di conversione, il dato più celebre quando si parla di prestazioni solari. L’EQE rappresenta il rapporto tra il numero di elettroni che danno luogo a una corrente in un circuito esterno e il numero di fotoni incidenti ad una precisa lunghezza d’onda. 

Nelle celle solari tradizionali, l’EQE massimo è del 100%, tuttavia negli ultimi anni alcuni materiali e configurazioni avanzate hanno dimostrato la capacità di generare e raccogliere più di un elettrone da ogni fotone ad alta energia incidente, per un efficienza quantistica esterna superiore al 100%. Il risultato di Kastua e Ekuma, però, rappresenta un unicum nel settore.

Celle solari a banda intermedia

Per il loro lavoro due fisici sono partiti da un campo particolare della ricerca fotovoltaica. Parliamo delle celle solari a banda intermedia (IBSC – Intermediate Band Solar Cells), una tecnologia emergente che ha il potenziale per rivoluzionare la produzione di energia pulita. In questi sistemi la radiazione solare può eccitare i portatori dalla banda di valenza a quella di conduzione, oltre che direttamente, anche in maniera graduale. Come?  “Passando” per l’appunto attraverso stati di una banda intermedia, livelli energetici specifici posizionati all’interno della struttura elettronica di un materiale creato ad hoc. “Ciò consente a un singolo fotone di provocare generazioni multiple di eccitoni attraverso un processo di assorbimento in due fasi“, scrivono i due ricercatori sulla rivista Science Advances.

Nel nuovo materiale quantistico creato dagli scienziati della Lehigh University questi stati hanno livelli di energia all’interno dei gap di sottobanda ideali. Una volta testato all’interno di una cella fotovoltaica prototipale il materiale ha mostrato di poter migliorare l’assorbimento e la generazione di portatori nella gamma dello spettro dal vicino infrarosso alla luce visibile. 

La rivoluzione dei materiali quantistici

Il duo ha sviluppato il nuovo materiale sfruttando i “gap di van der Waals”, spazi atomicamente piccoli tra materiali bidimensionali stratificati. Questi spazi possono confinare molecole o ioni e gli scienziati dei materiali li usano comunemente per inserire, o “intercalare”, altri elementi per ottimizzare le proprietà dei materiali. Per la precisione hanno inserito atomi di rame tra strati di seleniuro di germanio e solfuro di stagno. “Rappresenta un candidato promettente per lo sviluppo di celle solari ad alta efficienza di prossima generazione – ha sottolineato Ekuma – che svolgeranno un ruolo cruciale nell’affrontare il fabbisogno energetico globale“.