Grafene e acqua potrebbero essere i due materiali alla base di un sistema di stoccaggio dell'energia in grado di offrire prestazioni simili alle batterie agli ioni di litio, ma capace di ricaricarsi in pochi secondi e avere una durata della vita quasi indefinita.
Il dottor Dan Li della Monash University di Melbourne e il suo team di ricercatori ha scoperto che usando l'acqua è possibile permettere ai differenti fogli di grafene di conservare le loro proprietà e al tempo stesso di essere applicati in macrostrutture utili per le applicazioni reali.
Il grafene è uno strato di atomi di carbonio altamente legati e disposti in ordine esagonale. Per le sue caratteristiche - alta conducibilità elettrica, area di superficie ampia e stabilità chimica - è considerato uno tra i materiali cardine dell'elettronica del futuro.
"La ragione per cui il grafene non è stato usato ovunque è che questi fogli molto sottili, quando impilati all'interno di macrostrutture, si legano immediatamente tra loro, riformando la grafite. Quando questo accade la maggior parte dell'area viene persa e il materiale non si comporta più come il grafene", ha dichiarato il dottor Li.
Grafene e acqua, il futuro delle batterie?
Mantenere umido il grafene - sottoforma di gel - permette di avere quelle forze repulsive tra i fogli che impediscono il fenomeno del re-stacking, favorendo così l'adozione del grafene nelle applicazioni reali. "La tecnica è molto semplice e può essere facilmente migliorata. Quando l'abbiamo scoperta pensavamo fosse incredibile. Prendiamo due materiali base, poco costosi - acqua e grafite - e realizziamo questi nuovi nanomateriali con proprietà incredibili", ha aggiunto il dottor Li.
Il gel al grafene è in grado di offrire prestazioni notevolmente superiori rispetto all'attuale tecnologia al carbonio, sia per quanto riguarda il quantitativo di carica immagazzinato, sia per la rapidità della carica. Secondo il dottor Li, questa nuova scoperta avrà ripercussioni che ben aldilà l'elettronica di consumo.
"Sistemi di stoccaggio dell'energia ad alta velocità , stabili e convenienti sono critici per la disponibilità futura di elettricità da fonti rinnovabili. Questi sistemi sono anche la chiave per l'adozione sul larga scala di veicoli elettrici. Il gel al grafene mostra del potenziale per essere usato in membrane per la purificazione dell'acqua, dispositivi biomedicali e sensori".
Attualmente mancano dettagli tecnici che ci permettano di fare un paragone con le batterie agli ioni di litio, nonché test che consentano di capire per quanto tempo questa tecnologia sia in grado di mantenere la carica oppure se ci sono altri ostacoli da superare prima di un'applicazione su larga scala.