Il problema della tradizione nella ricerca tecnologica.

In un mondo che continua a blaterare di "think out of the box" o di "innovazione disruptive" o di "innovatori geniali" ci si chiede come mai , alla fine, tutto quello che vediamo e' la ripetizione continua di certi concetti, sempre gli stessi, semplicemente con nomi diversi.

Per capire, posso farvi un esempio.

Supponete di avere un'auto come la Tesla Y. Ma anziche' essere disegnata da una mezzasega tipo Musk (che pero' non le ha disegnate, ma le tollera) le ho disegnate io.

Come funzionerebbero? Beh, cambiando le batterie. Ho posseduto un walkman, quando erano di moda, e quello che facevo era di cambiare le batterie quando le vecchie erano scariche. Con l'arrivo delle batterie ricaricabili, avevo anche un caricabatteria e mi swappavo le batterie. Niente di che.

Allora, se avessi disegnato io le auto elettriche, voi andreste dal distributore di batterie, un braccio meccanico si attaccherebbe all'auto, staccherebbe la batteria vecchia e metterebbe la batteria nuova, gia' carica.

Voi direte: eh, ma col cazzo. Quando parliamo di una batteria elettrica della Tesla Y, parliamo di un oggetto che pesa una tonnellata buona. Certo, potreste far salire l'auto su un pontone, e DA SOTTO cambiare la batteria. Ma se evitiamo cose cosi' enormi, possiamo semplicemente decidere di ridurre il peso della "batteria" fino a portarlo a 250-350 Kg.

E voi mi direte: e bravo genio. Ma non ci sono batterie cosi'. Vero. Ma esistono celle a combustibile chiuse, fatte cosi'. E le piu' energetiche sono basate sul materiale piu' energetico che c'e', il Fluoro. Il guaio e' che se fate una batteria che usi , che so io, Idrogeno e Fluoro, in caso di problemi dovete letteralmente evacuare il quartiere. Nemmeno i nazisti volevano usarle come esplosivo, le trovavano "troppo pericolose". LOL.

Ma la chimica ha i suoi misteri e si, esistono cose del genere. Sono celle a combustibile basate su Li/CFₓ su composti piu' "calmi" a base di fluoro. Non sono vere batterie, nel senso che NON si ricaricano, e sono chiuse, nel senso che da li' non esce mai niente se non energia elettrica.

Ma quanto peserebbe una di queste celle a combustibile rispetto alle batteria della Tesla Y?

Ok, numeri nudi e crudi. Prendo 1.000 km ≈ 160–200 kWh su Model Y (160–200 Wh/km). Confronto pack Li-ion “classico” vs cartuccia Li/CFₓ per stessa energia.

Ipotesi pack-level realistiche

• Li-ion attuale (pack): 160–200 Wh/kg, 240–300 Wh/L
• Li/CFₓ “carburante solido” (pack): 600–800 Wh/kg, 600–800 Wh/L
  (Valori pack-level, non solo cella.)

1000 km = 160–200 kWh

Massa

• Li-ion:
  • 160 kWh → 160 000/180 ≈ 0,89 t (range 0,80–1,00 t)
  • 200 kWh → 200 000/180 ≈ 1,11 t (range 1,00–1,25 t)
• Li/CFₓ:
  • 160 kWh → 160 000/700 ≈ 230 kg (range 200–270 kg)
  • 200 kWh → 200 000/700 ≈ 286 kg (range 250–330 kg)

Risparmio di peso (stessa autonomia): ~0,66–0,83 tonnellate.

Volume

• Li-ion:
  • 160 kWh → 160 000/250 ≈ 640 L (range 530–670 L)
  • 200 kWh → 200 000/250 ≈ 800 L (range 670–830 L)
• Li/CFₓ:
  • 160 kWh → 160 000/700 ≈ 230 L (range 200–270 L)
  • 200 kWh → 200 000/700 ≈ 286 L (range 250–330 L)

Risparmio di volume (stessa autonomia): ~0,41–0,51 m³.

Confronto “contro l’oggi” (pack Model Y attuale ~75–82 kWh, ~450–550 kg, ~≈300 L)

Se sostituiamo l’attuale pack con Li/CFₓ da 160–200 kWh:

• Peso: scendi a ~230–330 kg → −160…−320 kg vs pack attuale, con autonomia ~×2.
• Volume: ~230–330 L → grosso modo uguale o −70 L rispetto all’attuale, con autonomia ~×2.

Nota operativa (onesta)

Li/CFₓ ha power density inferiore: per picchi di potenza conviene un buffer (Li-ion piccolo o supercap). Metti un +10–20% di massa/volume per BOP e buffer: i risparmi restano enormi vs un pack Li-ion da 160–200 kWh.

Morale: adesso la batteria pesa un terzo, ed e' il doppio piu' piccola. Solo che non e' una batteria, e' una cella a combustibile chiusa. Significa che, come per il walkman, ogni 1000 km dovete cambiare le batterie scariche con batterie cariche.

Voi direte: figata. Ma sono pericolose? La pericolosita' e' dovuta al Litio, ma l'industria che usa gia' queste celle per applicazioni spaziali conosce anche la soluzione, cioe' occorre attrezzare i pompieri con degli estintori in Classe D. Che esistono gia' come standard.

Queste celle a combustibile hanno una densita' energetica molto maggiore, peso minore e volume minore. Quindi avreste una Tesla Y che pesa quasi 700Km in meno, a parita' di autonomia.

Ma il concetto e' che alla fine dei 1000Km dovete andare a cambiarla. Il vantaggio: che con un braccio robotico decente, con un peso di 200/300 kg, impiegate un paio di minuti.

E cosa facciamo delle celle esauste? Vanno inviate a qualche impianto chimico per lo smantellamento e successivo riciclaggio dei materiali.

Sono celle chiuse, delle dimensioni di un boiler domestico.

La domanda che vi sorgera' subito in mente e': ma allora perche' non si fa? Hai appena eliminato il problema del tempo di ricarica, della rete di distribuzione elettrica, e dell'autonomia. Ah, si. In questo modo le potete anche scalare, e farle per i camion o per le navi.

Vero. Bellissimo.

Ma arrivano le cosiddette "tradizioni scientifiche" o "industriali".

E se proponete una cosa del genere, nessuno vi dice che sia infattibile, o economicamente infattibile, o che esistono delle leggi della fisica o della chimica che lo impediscono. No. Occorre "solo" costruire le infrastrutture. Del resto, prima delle automobili classiche, non c'era tutta l'immensa supply chain delle automobili, ne' quella dei carburanti.

Allora cosa vi dicono quando lo proponete?

VI dicono che:

1. Non esiste l'infrastruttura. Come se invece esistesse quella per le batterie al litio/ion.
2. E' troppo costoso. Al contrario, e' scalabile. Nel senso che potendo togliere le batterie esauste dall'auto e trasportarle a parte, i centri per la rigenerazione potrebbero lavorare su scala.
3. Non e' ricaricabile a bordo. Non si capisce per quale motivo DEBBA. In pratica la tradizione scientifica e' che le batterie si ricaricano senza rimuoverle. E siccome la tradizione e' questa, non si tocca.
4. La ricerca non e' matura. In realta' queste celle esistono e sono gia' in uso, quello che serve e' l'industrializzazione, non la ricerca.
5. E' sempre meglio migliorare l'esistente. Anche qui, siamo nel campo della tradizione scientifica: non si fanno cose nuove, si migliorano quelle esistenti.

Come vedete, vi fermeranno con le obiezioni che vanno dalla 3 alla 5. Le quali non riguardano limiti chimici, o fisici. Riguardano semplicemente tradizioni scientifiche in essere, nel mondo della ricerca sulle batterie.

Ma come nascono queste tradizioni? La verita' e' che quando Elonio Muschio acquista Tesla, esiste gia' una certa tradizione nello sviluppo e nella ricerca di batterie, ma e' tutta nel mondo dei telefoni cellulari.

Siccome le celle a combistibile chiuse Li/CFₓ scalano molto "in grande" ma non ha senso miniaturizzarle, tutti si erano concentrati sulle batterie Li/Ion. E come se non bastasse, avevano il dogma che, come per i cellulari , nemmeno le batterie per auto fossero intercambiabili. Bisognava aumentare il numero di ricariche.

Il risultato e' che se qualsiasi gruppo di ricerca chiede un grant per investigare altre cose, gli viene negato. Ormai e' tradizione che quando si parla di auto a batteria, le batterie NON siano intercambiabili e che si ricarichino mentre sono dentro l'auto.

Sia chiaro, facendo salire l'auto su un pontone , e automatizzandolo, non sarebbe nemmeno meccanicamente impossibile staccare la batteria Li/Ion delle tesla attuali , o meglio delle tesla attuali con qualche piccola modifica meccanica. Ma siccome la tradizione delle batterie le vuole ricaricabili all'infinito e non separabili, allora si continua a fare cosi'.

E cosi' non provate a dire che una batteria separabile e riciclabile a parte sia interessante: i tradizionalisti della tecnologia vi diranno che e' tradizione che, come nei cellulari, anche nelle auto le batterie siano irremovibili e ricaricabili in loco. Perche'? Perche' e' tradizione dire che l'auto e' solo un cellulare con le ruote, E QUINDI cio' che e' bene per un cellulare e' bene anche per un'auto.

Ma questo e' pensiero tradizionale bello e buono. Aristotelismo in salsa green.

In realta' , chi dice che un'auto elettrica e' solo un cellulare con le ruote o non sa cosa sia un cellulare o non sa cosa sia un'auto elettrica. Quindi, parliamo di quella stupidita' tecnologica da parrucchiera, modaiola e vacua, tipica dell'utente Apple.

Ma il punto e' che si scarta completamente un settore della ricerca che gia' oggi sarebbe sufficientemente maturo a risolvere i problemi principali delle auto elettriche (la carenza di reti di ricarica e i tempi di ricarica) semplicemente perche' e' tradizione fare in questo modo.

Questa e' la ragione per la quale rimango un tecno-ottimista, ma sono anche molto accademia-scettico, per via del fatto che ci sono troppe tradizioni intellettuali che si comportano come legacci.

Finisce che spero, un giorno, la ricerca accademica venga presa in mano dalla AI.