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Mobilità Sostenibile

Il futuro dei motori elettrici

Maggio 2019

L'evoluzione della tecnologia migliorerebbe l'efficienza dei prodotti di largo uso. Ma non solo: aprirebbe nuove applicazioni, a partire dal volo elettrico.

I motori elettrici sono presenti in molti oggetti di uso quotidiano. E cercano spazio in nuove applicazioni sempre più sostenibili, grazie a un'evoluzione che punta a renderli più leggeri ed efficienti. L'impatto di questi passi avanti sarebbe enorme, perché i motori consumato metà dell'elettricità mondiale.

Voleremo su motori elettrici?

Nei motori elettrici, l'energia elettrica viene trasformata in energia meccanica. Questo processo può essere migliorato in modo da tagliare i costi, ridurre la dispersione di calore, diminuire il peso e incrementare l'efficienza. Questo percorso non impatterebbe solo sui prodotti di uso comune che già sono mossi da motore elettrico, come ventilatori, compressori, elettrodomestici e automobili: aprirebbero a nuove applicazioni, che consentirebbero di convertire all'elettrico anche mezzi ad elevate emissioni. Un esempio su tutti: un motore elettrico più efficiente, potente e leggero potrebbe trasformare in realtà i voli elettrici commerciali.     

Le sfide dei motori elettrici

I motori elettrici funzionano grazie all'interazione tra forze elettromagnetiche, generate dal passaggio della corrente attraverso gli elementi del motore: di solito, un filo di rame e i magneti. Proprio l'evoluzione di magneti è una delle strade percorse dai ricercatori nel tentativo di migliorare le prestazioni. C'è, prima di tutto, un tema di costi. Spesso vengono utilizzate terre rare, elementi chimici che, come dice il nome stesso, non sono di facile reperibilità e sono dunque costose. Cercare alternative più economiche impatterebbe sull'intera catena produttiva dei motori elettrici. Non solo. Le terre rare sono un quasi monopolio cinese. Sviluppare altre soluzioni affrancherebbe da un rischio: la dipendenza da Pechino, che utilizza già questo suo “tesoro” come leva nei negoziati internazionali. 

Le possibili soluzioni

Trovare alternative alle terre rare non è semplice. I magneti devono reggere a elevate temperature e spesso l'efficienza non si combina con la solidità. L'ideale di un materiale tanto potente quanto resistente è ancora lontano: quelli che assicurano le migliori capacità sono anche, a oggi, i più fragili.  Impedimenti come questi ostacolano non solo il miglioramento dei motori elettrici in oggetti di largo uso: minano anche la possibilità di produrne di più potenti. Fang Luo, professore dell'università dell'Arkansas, è convinto che i motori elettrici possano sostituire quelli a combustibili fossili anche in volo. Luo descrive infatti i motori a reazione (quelli usati sugli aerei) come “potenti ventilatori”. La loro elettrificazione ridurrebbe i costi di trasporto e le emissioni. Serve però molta potenza e, di conseguenza, un migliore sistema di gestione del calore generato. È questo, secondo il professore dell'Arkansas, il punto cruciale: se questo processo di gestione non è efficiente in termini di emissioni e peso, si perderebbe ogni beneficio generato dal passaggio all'elettrico. Una delle soluzioni cui Luo sta lavorando è l'applicazione del carburo di silicio, che disperderebbe meno calore e permetterebbe la creazione di motori molto potenzi ma con dimensioni contenute.