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Un team di ricercatori internazionali ha messo a punto un nuovo materiale poroso che aumenta la capacità di una batteria di 25 volte.

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Gli accumulatori di energia, detti anche batterie o pile, sono presenti in molti degli apparati alimentati ad energia elettrica che ci circondano e rendono la nostra vita di tutti i giorni un po' migliore. Autonomia, tempo di ricarica, peso e dimensioni sono i fattori critici per lo sviluppo in applicazioni quali i dispositivi portatili come smartphone, tablet e computer portatili. L'evoluzione degli accumulatori sarà particolarmente importante per la diffusione dell'auto elettrica. Segui tutto questo su iissvolta.it, il portale nominato in onore dell'inventore della batteria, il fisico genovese Alessandro Volta. Buona lettura!

Batterie come foglie

Com’è noto, una delle maggiori sfide della civiltà contemporanea si combatte a livello di energia, soprattutto per il suo immagazzinamento e sfruttamento. In parole povere, per il modo in cui è strutturata oggi la nostra vita è diventato sempre più indispensabile poter disporre di batterie ricaricabili efficienti e dalla lunga durata. Quelle che usiamo attualmente, le batterie agli ioni di litio, sono per ora il meglio che la scienza e la tecnologia ci offrono, ma presentano numerose pecche e limitazioni che i ricercatori cercano costantemente di risolvere. Ecco allora che un team di ricercatori provenienti da tutto il mondo ha pensato di farsi dare un aiutino dalla natura, e più precisamente dalle piante che da tempo immemorabile hanno escogitato un sistema per ottimizzare le loro risorse energetiche. Gli studiosi che hanno avuto questa idea sono stati patrocinati dall’Università di Cambridge ma vengono dagli Stati Uniti, dalla Cina, dal Belgio e dal Regno Unito. Sono stati guidati dal professor Bao-Lian Su ed hanno pubblicato i risultati delle loro sperimentazioni sulla rivista “Nature Communications” suscitando subito molto interesse. Il punto da cui si è partiti è ben noto a tutti i biologi e si chiama “legge di Murray”. In base a questa legge si dice che il flusso di linfa vitale attraverso i rami di un albero o di una pianta avviene tramite la propagazione dei capillari. Le foglie, ad esempio, sono formate da un reticolo di sottili venature che spostano il nutrimento della pianta dal basso verso l’alto. Il diametro di queste venature si allarga in modo progressivo, in un modo tale che permette alla pianta di risparmiare energia e di non dissipare nemmeno un po’ del nutrimento acquisito. I ricercatori di Cambridge hanno pensato che si potesse fare qualcosa di simile anche nelle batterie ali litio, così si sono messi al lavoro per realizzare un nuovo materiale poroso. Ciò che causa la breve durata delle batterie ricaricabili è lo stress a cui viene sottoposto l’elettrodo; ma se l’elettrodo avesse una struttura a capillari come le foglie, potrebbe durare di più. Gli studiosi guidati dal professor Su allora hanno usato nanoparticelle di ossido di zinco per dare vita ad una rete porosa strutturata su tre livelli, calibrando con attenzione il rapporto tra i diametri dei pori per ogni livello. In questo modo si è potuto costruire un prototipo che ha dimostrato di avere prestazioni 25 volte superiori ad una normale batteria agli ioni di litio, sia in termini di durata che di efficienza energetica. Lo scopo della ricerca non è soltanto quello di mettere a punto dei dispositivi ricaricabili per tablet e smartphone maggiormente performanti, ma anche di ottenere ulteriori sviluppi in quanto il materiale che è stato creato potrebbe essere impiegato anche ad altri scopi, ad esempio per eliminare l’inquinamento dall’acqua, o per rilevare più facilmente fumi tossici. Come sempre la ricerca è in una fase di pura sperimentazione e affinché il prototipo possa diventare un dispositivo commerciabile è necessario che qualche azienda vi si interessi offrendo i necessari finanziamenti.