Un consorzio europeo guidato dall’Istituto austriaco di tecnologia (AIT) svilupperà batterie allo stato semi-solido da integrare direttamente nella struttura portante degli aerei nell’ambito del progetto europeo MATISSE.

Per i grandi aerei commerciali, l’elettrificazione totale del sistema di propulsione è improbabile a causa del tanto peso in gioco e, in questi casi, gli e-fuel potrebbero essere la soluzione. Discorso a parte invece per gli aerei più piccoli, con alcuni sistemi di avviamento a elica totalmente elettrici che già sono in fase di sperimentazione.

Il problema, però, riguarda i sistemi di accumulo, che devono essere leggeri, con un'elevata densità energetica e molto sicuri. Le batterie allo stato solido sono quindi ideali per queste applicazioni, a maggior ragione se sviluppate come componente portante.

La soluzione per aerei elettrici più leggeri ed efficienti?

Il piano del consorzio MATISSE consiste nel perseguire un approccio innovativo, quello di progettare le batterie a stato semi-solido per gli aerei ibridi o elettrici come componenti portanti, cioè integrate nella struttura stessa del velivolo come parte della fusoliera. Per questo i ricercatori vogliono studiare l'idoneità, ad esempio, di laminati solidi e strutture sandwich e nuovi sensori che dovranno essere integrati direttamente nella batteria per misurare la sicurezza e le prestazioni.

Per le celle sono stati selezionati catodi NMC811, anodi Si/C e "batterie allo stato solido costituite da materiali attivi con elevata densità di energia ed elettroliti solidi non infiammabili". Cosa vuol dire? Questo comporterebbe una densità energetica di circa 170-270 Wh/kg, con le celle integrate in strutture in fibra di carbonio che potrebbero immagazzinare oltre 500 Wh per chilogrammo con un'energia specifica che, secondo l’AIT, sarebbe "più del doppio rispetto agli attuali moduli in commercio”.

La ricerca però non si ferma alla teoria. Presto verrà sviluppato un prototipo che sarà installato sulle ali di un Pipistrel Velis Electro, un piccolo aereo elettrico usato per addestrare i piloti, che farà da cavia per il progetto e sarà utile per valutare anche gli aspetti relativi alla certificazione di volo e alla sostenibilità durante l'intero ciclo di vita. Oltre ad AIT come coordinatore e Pipistrel come produttore del velivolo, in MATISSE sono coinvolti anche il CIRA (Centro Italiano Ricerche Aerospaziali), Sensichips, Lead Tech, Israel Aerospache Industries e la tedesca KIT.

"La strada verso un’aviazione a impatto zero è appena iniziata. MATISSE fornirà sostegno all’industria aeronautica europea nello spirito del Green Deal con tecnologie pionieristiche delle batterie per lanciare aerei ibridi-elettrici a corto e medio raggio e dare così un contributo significativo al raggiungimento dell'obiettivo zero emissioni", dichiara Helmut Kühnelt, ricercatore AIT e coordinatore di MATISSE