L’aviazione civile e militare viaggia verso il futuro per preservare l’ambiente in cui viviamo. Come? Immaginando di utilizzare motori elettrici alimentati da batterie ad alto potenziale di scarica. L’innovazione nel rispetto dell’ambiente è la priorità di molte aziende aerospaziali. Per questo dovranno essere costruiti aerei sempre più confortevoli, ma soprattutto ad emissioni ridotte. La realizzazione di accumulatori di nuova generazione è la sfida in atto in diversi centri di ricerca mondiali, con un reciproco scambio di know how per mettere a confronto le rispettive tecnologie, con importanti impegni economici nelle sperimentazioni e nella realizzazione di prototipi di aereo alla ricerca della migliore funzionalità, leggerezza e sicurezza del mezzo di trasporto più efficiente, sia per il traporto passeggeri, che merci e militare.
L’obiettivo da raggiungere è la realizzazione di accumulatori particolarmente efficienti di lunga durata e con un periodo di vita ben determinato ad esaurimento controllato per evitare problematiche non gestibili durante un volo aereo. A cercare di cambiare il futuro del comparto sono progetti come quello condotto al MIT da due scienziati dei materiali. Yet-Ming Chiang e Venkat Viswanathan sono attualmente impegnati in una ricerca che mira ad ottimizzare le prestazioni delle batterie agli ioni di litio per sviluppare accumulatori in grado di alimentare un aereo per 12 persone con un raggio di copertura di 644 chilometri (sufficiente per effettuare ad esempio viaggi come da San Francisco a Los Angeles). In una seconda fase, gli studi si focalizzeranno sulla realizzazione di un aeroplano elettrico in grado di trasportare fino a 50 persone. Perché ciò sia possibile però il sistema d’accumulo deve essere in grado di fornire non solo una densità di energia sufficiente per il viaggio, ma anche sprigionare rapidamente un’enorme quantità di energia in fase di decollo. Il punto cruciale per rendere la fase di scarica della batteria abbastanza veloce è riuscire a facilitare il flusso di ioni ed elettroni attraverso il dispositivo. Un’opzione è di rendere i materiali degli elettrodi più porosi o più sottili, ma uno di questi cambiamenti avrebbe un costo elevato in termini di densità energetica. A differenza di altre sperimentazioni, l’approccio dei due ricercatori del MIT non altera la composizione delle batterie, ma cambia semplicemente l’allineamento degli elementi al loro interno. Il team sta applicando delle forze magnetiche per raddrizzare il percorso tortuoso che gli ioni di litio compiono. I primi test hanno rilevato come la capacità di scarica di questi elettrodi, o la velocità con cui gli elettroni viaggiano fuori dalla batteria, possa essere aumentata più del doppio rispetto alle convenzionali batterie agli ioni di litio, senza sacrificare la densità di energia.
Tutta questa necessità di efficienza, minor consumi e dunque minor inquinamento nell’aria si rende necessaria anche alla luce degli ultimi record del settore dell’aviazione raggiunti quest’anno. Nel 2018 sono stati più volte superati i 200 mila voli al giorno, un nuovo record mondiale e in 10 anni il traffico aereo civile è aumentato del 75%. Il record assoluto in un solo giorno è del 30 Giugno 2018 nel quale sono stati effettuati ben 202.517 voli di linea, un decollo ogni mezzo secondo. Secondo la IATA (International Air Transport Association), in quel giorno avrebbero, in linea teorica, viaggiato in aereo circa 30 milioni di persone. Stime per difetto hanno quantificato che il traffico aereo di un aeroporto come Fiumicino o Malpensa emetta giornalmente gas inquinanti pari alla quantità che emetterebbero circa 350 mila auto non catalizzate, ovvero un solo aereo produce CO2 come circa 600 auto non catalizzate. Attualmente, le emissioni degli aerei di linea devono rispettare gli standard tecnici previsti dall’ICAO (International Civic Aviation Organization). “Gli aerei commerciali generano oltre 600 milioni di tonnellate di CO2 l’anno e rilasciano ossidi di azoto (NOx) direttamente nella troposfera, sede dei fenomeni metereologici”, spiegano gli esperti Guy Dauncey e Patrick Mazza (inserire una qualifica per entrambi o l’ente di ricerca/università di appartenenza) autori di diverse pubblicazioni di settore e in base ai calcoli di Paul Wennberg del California Institute of Technology, il trasporto aereo incide per oltre il 10% sul totale dell’effetto serra da CO2.
Al lavoro su gli E-Jet c’è anche la Nasa, l’agenzia spaziale americana, con l’esemplare sperimentale «Maxwell» basato sulla versione modificata dell’aereo da turismo italiano Tecnam P2006T e dotato di 14 motori. Anche in questo caso lo scopo principale di questo modello è uno: realizzare batterie in grado di fornire l’autonomia necessaria a far spiccare il volo a jet per il trasporto passeggeri e merci. Dal quadro che emerge, quindi, anche per il volo il futuro potrebbe essere ibrido ed elettrico.
