Osare Quello Che Gli Altri Non Osano: Uno Sguardo All’interno Del Centro Di Ricerca Nissan In Giappone

Interviste con i ricercatori Nissan: guardare al futuro 

Pensare al futuro è qualcosa di cui Nissan è sempre stata orgogliosa. Il fulcro dell'atteggiamento orientato al futuro di Nissan sono le menti curiose del suo staff, in particolare dei ricercatori, come quelli presentati in questa storia. Questi brillanti giovani si sfidano giorno dopo giorno, inseguendo i loro sogni e risolvendo i problemi. Questi giovani ricercatori, guidati dal principio fondamentale di Nissan "Osare quello che gli altri non osano", si spingono oltre i limiti nella ricerca di soluzioni a problemi complessi. Presso il Centro di Ricerca Nissan, lavorano al limite estremo dell'avanguardia per sviluppare tecnologie future da utilizzare nelle auto di domani.

Il Centro di Ricerca Nissan, Japan

Il Centro di Ricerca Nissan

Il Centro di Ricerca Nissan è distribuito su due sedi nella prefettura di Kanagawa. Il più vecchio dei due edifici risale al 1958, il che dà un'idea da quanto tempo Nissan stia investendo in ricerca e sviluppo. È qui che ha inizio molto dello sviluppo tecnologico di Nissan con soluzioni che si riveleranno essenziali per tutto decennio successivo. L'obiettivo chiave delle persone coinvolte è sviluppare tecnologie avanzate che portino ad applicazioni pratiche per Nissan. Ciò comporta l'identificazione delle tendenze e l'analisi delle esigenze future.

Il processo può essere suddiviso in quattro aree di interesse:

1. Dare impulso all'elettrificazione per raggiungere l'azzeramento delle emissioni di anidride carbonica
2. Lo sviluppo di servizi di mobilità per la creazione di un nuovo valore
3. L'espansione dell'utilizzo dell'AI non solo nelle automobili ma anche nella produzione
4. L'innovazione delle tecnologie di produzione per veicoli del futuro

Per Nissan, il centro di ricerca funge da bussola. È un punto di incontro per ricercatori legati dallo stesso impulso interiore di cambiare il mondo tramite tecnologie dal valore nuovo.

Dialoghi con i ricercatori

Nissan ha condotto una serie di interviste con giovani ricercatori di alcuni dei campi più emergenti.

Moe Mekata

Vivere in un mondo microscopico: la creazione della polvere di metallo ideale
Stampa 3D: Moe Mekata (da 3 anni in Nissan)

Moe Mekata è una ricercatrice di materiali per la stampa 3D. Nissan le ha chiesto informazioni sulla sua passione per la ricerca e sull'entusiasmo che le dà sviluppare le capacità di stampa 3D di Nissan.

Fin dai tempi universitari, l'interesse di Moe era rivolto alla tecnologia della produzione. Ha deciso di entrare a far parte di Nissan, preferendola ad altri produttori in settori diversi, perché la produzione di automobili coinvolge processi produttivi di vario genere.

Moe spiega che "la realizzazione di parti metalliche con stampanti 3D cambia il mondo della produzione di automobili. Questo perché le stampanti 3D possono produrre parti di qualsiasi forma senza l'uso di uno stampo. Questo ci consente di ridurre il peso utilizzando un modello strutturale 3D e l'integrazione dei componenti. Inoltre, le stampanti 3D ci consentono di variare la resistenza di una parte o i suoi materiali (come alluminio o ferro) a seconda della parte stessa o delle prestazioni richieste. È un sogno! Saremo presto in grado di creare parti specifiche su richiesta degli ingegneri".

Il materiale utilizzato in questo tipo di stampa 3D è la polvere di metallo. I grani che compongono la polvere vengono impilati, fusi strato per strato e plasmati in un singolo pezzo. A differenza della produzione convenzionale di parti, che richiede fusione, taglio e saldatura, questo metodo riduce gli scarti. La ricerca di Moe si concentra sullo sviluppo delle polveri di metallo utilizzate nel processo. Una delle sfide che portano alla commercializzazione è quella di migliorare la qualità della polvere mantenendo al contempo bassi i costi.

Le stampanti 3D hanno attirato l'attenzione non solo per la loro efficienza e il miglioramento complessivo della qualità di produzione, ma anche perché svolgono un ruolo importante nel sostenere gli sforzi di Nissan al raggiungimento dell'azzeramento delle emissioni di anidride carbonica. I componenti stampati in 3D possono rendere i veicoli elettrici (EV) più leggeri e quindi aumentare l'autonomia di guida. Questo è particolarmente importante perché i veicoli elettrici tendono a essere più pesanti a causa dei pack di batterie che trasportano. Unificando il processo di creazione delle parti, che prima si basava su un metodo a più fasi, le stampanti 3D ottimizzano la forma della parte in una singola fase, riducendo il materiale di scarto.

"È la qualità complessiva della polvere che determina le prestazioni finali delle parti stampate in 3D. Ecco perché puntiamo a sviluppare nuove polveri di alta qualità che nessun altro ha mai usato nella pratica".

Dare maggiore popolarità ai veicoli elettrici: puntare a una svolta!

Hiroki Kawakami

Kazuhiro Yoshino

Batterie allo stato solido:
Hiroki Kawakami (da 7 anni in Nissan) e Kazuhiro Yoshino (da 4 anni in Nissan)

Le batterie a stato solido rappresentano la nuova generazione di batterie. Hiroki Kawakami e Kazuhiro Yoshino stanno lavorando per arrivare a una svolta nell'applicazione pratica di questa nuova tecnologia di batterie. Hiroki, alla Purdue University negli Stati Uniti, sta collaborando con ricercatori e studenti di tutto il mondo, mentre Kazuhiro sta lavorando con i ricercatori del Centro di Ricerca Nissan in Giappone.

Purdue University

Le batterie agli ioni di litio, utilizzate in molti veicoli elettrici, hanno un elettrolita liquido che conduce gli ioni di litio. Al contrario, l'elettrolita in una batteria agli ioni di litio allo stato solido è, per definizione, solido. Ma perché questo nuovo tipo di batteria sta attirando l'attenzione? Nissan lo ha chiesto ai suoi due giovani ricercatori.

"Il vantaggio maggiore delle batterie allo stato solido è il significativo aumento della densità di energia. Utilizzando per gli elettrodi materiali che immagazzinano più ioni ed elettroni di litio, è possibile immagazzinare una maggiore quantità di energia in un volume più piccolo." Kazuhiro aggiunge con entusiasmo: "Se questa batteria viene utilizzata nei veicoli elettrici, possiamo aspettarci un notevole aumento dell'autonomia. L'elettrolita solido potrebbe anche rendere la ricarica più veloce. Per questi motivi, le batterie allo stato solido saranno fondamentali per accelerare la diffusione dei veicoli elettrici".

Come parte del programma di assegnazione all'estero per i giovani ricercatori di Nissan, Hiroki esegue ogni giorno simulazioni per studiare ciò che accade all'interno della batteria e le sue prestazioni e invia queste informazioni al Centro di Ricerca Nissan, dove Kazuhiro le utilizza per realizzare un prototipo e testarle come batteria fisica effettiva. Insieme ai suoi colleghi, conduce esperimenti per determinare se le prestazioni target sono raggiungibili.

Quindi, che tipo di innovazione è necessaria per l'applicazione pratica delle batterie allo stato solido? 

"Uno degli aspetti più difficili dello sviluppo delle batterie allo stato solido è il contatto tra le particelle di materiale attivo, che immagazzinano gli ioni di litio negli elettrodi, e le particelle elettrolitiche attraverso cui passano gli ioni di litio", afferma Hiroki.

"Per un contatto migliore, abbiamo bisogno di una macchina che applichi una pressione elevata dall'esterno. Il segreto è garantire un contatto sufficiente, anche a bassa pressione, tra il materiale attivo degli elettrodi e l'elettrolita. Attraverso un processo di "prova e sbaglia", stiamo lavorando sodo ogni giorno per trovare una soluzione a questo problema".

Hiroki spiega: "Ci sono ancora molte cose che non sappiamo su cosa succede all'interno della batteria. Per comprenderlo appieno, dobbiamo prima risolvere una serie di problemi. Ogni giorno esaminiamo questi difficili problemi con i ricercatori e gli studenti locali, ognuno dei quali ha modi di pensare diversi e quindi abbiamo uno scambio di opinioni. È fantastico quando ci si concentra tutti insieme sulla stessa cosa per risolvere un problema".

Hiroki Kawakami with researcher

Kazuhiro, che ha studiato la batteria allo stato solido fin dai tempi dell'università, pensa che una delle cose migliori di Nissan sia che i giovani vengono ascoltati, dando loro anche la possibilità di affrontare da soli un problema. "Io e gli altri giovani ricercatori ci sfidiamo ogni giorno. Non è possibile esprimere a parole la sensazione che proviamo quando raggiungiamo le prestazioni a cui miriamo". 

Nell'atmosfera incoraggiante del Centro di Ricerca Nissan, Moe, Hiroki e Kazuhiro continueranno a mettercela tutta per raggiungere i propri obiettivi e fornire ai clienti tecnologie del futuro.

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