Probabilmente associ le batterie AA ai telecomandi, agli orologi da parete o ai giocattoli che raccolgono polvere sotto il tavolino. Sono onnipresenti. Minuscolo. Ovvio. All’interno dell’involucro di zinco, una reazione chimica sta producendo elettroni. Da negativo a positivo. Flussi di corrente. Semplice.
L’elettricità sta cambiando il modo in cui ci muoviamo. Le auto sono elettriche dal 19° secolo. Ora, gli ibridi e i veicoli elettrici completi stanno dominando il ciclo delle notizie. Le case automobilistiche stanno investendo miliardi nella tecnologia delle batterie. Ma c’è un problema. I pacchi in quei veicoli sono enormi. Pesante. Costoso. Una batteria ibrida potrebbe emettere 300 volt. È sufficiente per spingere un’auto per le strade cittadine alimentata da pura energia elettrica.
Quindi ecco la domanda che suona come uno scherzo finché non controlli le specifiche: puoi guidare un vero veicolo con conducente seduto e sterzante utilizzando solo batterie AA domestiche standard?
La risposta breve è sì. Puoi.
La lunga risposta è perché nessuno lo fa come spostamento quotidiano.
Una cella AA emette 1,5 volt. Questo è tutto. Per eguagliare i 300 volt di un pacco ibrido, avresti bisogno di 200 celle in serie solo per raggiungere la linea di base. Ma la tensione è solo metà della battaglia. Hai bisogno di corrente. Hai bisogno di capacità. È necessario sostituire costantemente queste minuscole cellule. Non è pratico. È inefficiente. È un incubo logistico.
Ma poco pratico non significa impossibile. E gli ingegneri odiano l’impossibile.
Una squadra in Giappone non ha semplicemente costruito un go-kart con Duracells. Hanno costruito una macchina che raggiungeva effettivamente la velocità dell’autostrada. 75 miglia all’ora. Sono 120,7 chilometri orari. Alimentato da batterie AA.
La sfida di velocità Panasonic Oxyride
Questo non era un progetto per la fiera della scienza. Si è trattato di un serio esercizio di ingegneria sulla densità energetica e sull’erogazione di potenza. Il team ha utilizzato la tecnologia Oxyride di Panasonic, un tipo specifico di batteria alcalina progettata per prestazioni più elevate rispetto alle celle standard dei negozi. Le batterie Oxyride utilizzano ossido di ferro anziché biossido di manganese al catodo, consentendo una maggiore densità di energia e migliori velocità di scarica sotto carico pesante.
Perché è importante?
Le soluzioni alcaline standard si abbassano sotto la corrente elevata. Si riscaldano. Muoiono. Le celle Oxyride mantengono la tensione più a lungo quando richiedi energia da loro. Questa è la differenza tra un’auto che si ferma dopo 200 metri e una che accelera fino a 75 mph.
La sfida stava diventando sempre più grande. Non puoi semplicemente collegare 200 batterie insieme e farla finita. Hai bisogno di un sistema di gestione. Hai bisogno di una regolazione termica. È necessario un motore in grado di gestire la curva di coppia di una sorgente a bassa tensione e ad alta corrente.
Il veicolo risultante ha sfidato il presupposto comune secondo cui le batterie domestiche sono troppo deboli per le applicazioni automobilistiche. Ha dimostrato che con la giusta chimica e la giusta ingegneria, anche la fonte di energia più elementare può essere spinta agli estremi.
Allora, vedrai le auto con motore AA nel tuo vialetto l’anno prossimo? Probabilmente no. La sola penalità di peso distruggerebbe la portata. Il costo di sostituire centinaia di celle dopo ogni ciclo di ricarica è assurdo. Ma la prova del concetto resta valida. La fisica funziona. Gli elettroni fluiscono. E a volte, i vincoli più ridicoli portano alle soluzioni ingegneristiche più interessanti.
La questione non riguarda più davvero la praticità. Riguarda cosa succede quando smetti di chiederti se è possibile farlo e inizi a chiederti fino a che punto puoi spingere il limite.
Come Panasonic ha battuto il record di velocità su terra con un’auto alimentata a batteria
Il salto dalla velocità di volo a quella di terra è stato un perno logico, anche se un po’ sfacciato, per Panasonic. Nel 2006, il gigante dell’elettronica aveva già fatto notizia collaborando con il Tokyo Institute of Technology per costruire un aereo con equipaggio alimentato da 160 batterie AA. È stata una straordinaria impresa di ingegneria leggera. Ma quando hanno provato a inserirlo nel Guinness dei primati, si sono scontrati con un muro. Non esisteva una categoria per gli “aerei con equipaggio e alimentati a batteria”.
Nel libro dei record c’era una lacuna e Panasonic ha visto un’opportunità. Nel 2007, l’obiettivo è cambiato. L’obiettivo non era più il cielo. Era l’asfalto. Nello specifico, il record di velocità su terra alimentato da una batteria a secco.
Questo progetto, soprannominato Panasonic Oxyride Speed Challenge, non riguardava solo la velocità. Si trattava di tensione. Il team si è affidato fortemente alle batterie Oxyride brevettate da Panasonic. Queste non erano le tue alcaline standard. Hanno spinto 1,7 volt rispetto ai tipici 1,5 volt. Quella spinta in più contava quando cercavi di spostare la massa solo con la chimica.
Progettare un proiettile su ruote
Il veicolo risultante non assomigliava per niente alle berline che intasavano le corsie dei pendolari mattutini. Costruita dagli ingegneri Panasonic e dagli studenti dell’Università Sangyo di Osaka, la macchina somigliava più a un veicolo da corsa che a un’auto. Si trovava a soli 1 piede e 10 pollici (56 centimetri) da terra. Basso. Aggressivo. Aerodinamico.
Il peso era il nemico. Per combatterlo, il team ha eliminato tutto ciò che non era essenziale. Il corpo era un guscio di plastica e fibra di carbonio. Il risultato? Un peso totale di appena 83 libbre (38 chilogrammi).
È necessario immaginare la fonte di alimentazione per apprezzare il design. L’auto utilizzava 192 batterie AA. Sono quasi 200 le stesse celle che potresti trovare in un orologio da parete o nel telecomando di una TV. Confezionare così tanta densità di energia in un pacchetto abbastanza piccolo da stare dietro la schiena del conducente richiedeva un’ingegneria di precisione. Il pacco batteria è stato montato direttamente dietro il pilota, Takashi Sudo.
Sudo non si sedeva in posizione eretta. Si adagiò sulla schiena, nascosto all’interno della fusoliera in fibra di carbonio. L’equipaggio ha sigillato il corpo su di lui prima di ogni corsa. Era una cabina di pilotaggio per uno. Un tubo pressurizzato per uno.
Raggiungimento di 75,8 miglia orarie con alimentazione alcalina
Quindi, cosa succede quando si legano 192 batterie AA a un proiettile in fibra di carbonio da 38 chilogrammi? Ottieni un Guinness World Record.
La squadra doveva raggiungere le 65 miglia orarie (104,6 chilometri orari) per qualificarsi per il tentativo di record. Non hanno semplicemente raggiunto questo parametro. L’hanno schiacciato.
La velocità media durante la corsa è stata di 65,5 miglia orarie (105,95 chilometri orari). Ma la velocità massima? 75,8 miglia orarie (122 chilometri orari).
Naturalmente c’era un problema. La fisica non ti permette di imbrogliare per sempre. Quelle minuscole batterie hanno esaurito la loro carica dopo soli tre quarti di miglio (1,2 chilometri). La corsa è stata breve. Brutale. Efficace. Ma era abbastanza. Nell’agosto 2007, la Panasonic Oxyride Speed Challenge ha conquistato ufficialmente il titolo di auto più veloce alimentata da batterie a secco.
La realtà della guida con batteria AA
È facile guardare un’auto che raggiunge i 120 km/h con batterie AA e pensare al futuro del pendolarismo. Non preoccuparti. Non guiderai una Panasonic Oxyride per andare al lavoro. L’intervallo è troppo breve. La capacità è troppo bassa. Gli standard di sicurezza sono inesistenti.
Ma l’esperimento si è rivelato un punto fondamentale. Puoi puoi alimentare un veicolo con batterie a secco. Te ne servono solo 192. Hai bisogno di un veicolo che pesi meno di una moto. Hai bisogno di un profilo aerodinamico che imiti un siluro. E devi accettare che la tua “velocità in autostrada” è in realtà uno sprint.
Panasonic non ha inventato l’auto elettrica. Hanno appena dimostrato che con abbastanza tensione, abbastanza fibra di carbonio e un pizzico di testardaggine, puoi battere record che non hanno nulla a che fare con il trasporto pratico. È stato un lampo di brillantezza. Un record. Un momento nel tempo.
Le batterie sono scariche adesso. Probabilmente l’auto è in un museo o in un magazzino da qualche parte. Ma l’idea resta. La potenza non è solo una questione di watt. Dipende da dove li metti.
