Le celle energetiche saranno sostituite da nuove celle a combustibile nell'industria automobilistica?
In termini di trend di sviluppo, la posizione dominante nel mercato nei prossimi 20-30 anni dovrebbe essere quella dei veicoli elettrici e le attuali soluzioni di batterie energetiche per i nuovi veicoli energetici includono celle a combustibile e batterie agli ioni di litio. Rispetto ai veicoli a combustibile tradizionali, i veicoli elettrici presentano i vantaggi di essere più ecologici, più economici e più facili da mantenere. È inevitabile che i veicoli a combustibile scompaiano completamente e che in futuro vengano installati nuovi veicoli energetici, e il tungsteno potrebbe fare la differenza in questa rivoluzione energetica.
È noto che la maggior parte degli schemi di alimentazione energetica attualmente utilizzati nelle auto elettriche è costituita da batterie agli ioni di litio. Grazie alla sua lunga durata, al basso tasso di autoscarica, all'elevata capacità di sostenere la potenza e al rapporto energetico, la batteria agli ioni di litio è diventata il mainstream degli attuali veicoli elettrici. Tuttavia, lo sviluppo delle batterie agli ioni di litio è prossimo al limite al livello tecnologico attuale, inoltre le batterie agli ioni di litio hanno una scarsa sicurezza, un costo elevato e un alto rischio di esplosione, per cui si può affermare che le batterie agli ioni di litio non giocheranno un ruolo di primo piano nel mercato futuro dei veicoli a nuova energia. Di conseguenza, sia Tesla che BYD, azienda americana leader del settore e astro nascente in Cina, hanno lavorato a nuovi piani per le batterie di potenza.
In effetti, la prima scelta e lo sviluppo dei Paesi europei e americani sono stati le celle a combustibile fin dallo sviluppo dei veicoli a nuova energia, e la maggior parte di essi non si aspettava che le batterie agli ioni di litio diventassero il mainstream. Tuttavia, la futura direzione di sviluppo delle batterie energetiche potrebbe tornare nell'orbita delle celle a combustibile con il sempre più evidente collo di bottiglia delle batterie agli ioni di litio. Attualmente, le celle a combustibile per veicoli con tecnologia più matura sono note come schema di celle a combustibile a idrogeno e schema di celle a combustibile a metanolo. In termini di intera catena industriale, l'energia dell'idrogeno e le altre celle a combustibile guidano e promuovono il livello complessivo delle industrie correlate a un livello superiore rispetto all'industria delle batterie agli ioni di litio.
Naturalmente, il problema dei costi delle prime celle a combustibile è evidente: è necessario utilizzare metalli di platino come catalizzatori. Il platino è costoso, non c'è bisogno di dirlo, e il platino è tossico nel processo catalitico, il che va contro l'intenzione originale dell'energia pulita. Il catalizzatore è quindi il più grande ostacolo alla commercializzazione delle celle a combustibile, il che offre alle batterie al litio la possibilità di trarne vantaggio.
Gli scienziati sono alla ricerca di catalizzatori che possano sostituire il platino. Negli ultimi anni, gli scienziati hanno scoperto che il carburo di tungsteno ha anche le proprietà catalitiche più simili al platino, un vantaggio per le celle a combustibile. Il carburo di tungsteno non solo ha buone prestazioni elettrocatalitiche, ma non produce nemmeno sottoprodotti tossici, il che rappresenta un vero e proprio catalizzatore verde. Rispetto al platino, l'unico inconveniente del carburo di tungsteno è che non è abbastanza conduttivo. Tuttavia, non è difficile trovare materiali altamente conduttivi per l'industria moderna e il grafene è un'ottima scelta. Gli studiosi nazionali e internazionali concordano sul fatto che le prestazioni catalitiche del composito nanometrico carburo di tungsteno + grafene non sono inferiori o addirittura superiori a quelle del gruppo del platino, il che significa che le celle a combustibile a base di tungsteno ridurranno drasticamente il costo delle celle a combustibile e influenzeranno il prezzo delle auto vendute, facendo sì che il futuro dei veicoli a nuova energia per sostituire gli attuali veicoli a combustibile non sia più un discorso vuoto.
