Spazio e Scienze

Sei tecnologie per le batterie di prossima generazione

Tutti ormai siamo circondati da oggetti e gadget che funzionano a batterie, nonostante i materiali per la fabbricazione di queste ultime abbiano un impatto dannoso per l'ambiente. Ci sono però sviluppi nel campo della ricerca che hanno dimostrato come sia possibile fabbricare batterie green in un futuro non troppo lontano. In molti laboratori infatti si stanno sperimentando sistemi per rimpiazzare i componenti tossici delle batterie con materiali meno dannosi, che vanno per esempio dalle foglie allo zucchero . 

Diamo un'occhiata rapida a sei tecnologie che potrebbero essere alla base di batterie con prestazioni potenzialmente migliori di quelle attuali e un impatto minore sull'ambiente, fra cui alcune curiose che si sciolgono in acqua quando non servono più.

Le foglie verdi

quercia

Un gruppo di ricercatori dell'Università del Maryland sta cercando di sviluppare un materiale poco costoso da impiegare come terminale negativo per le batterie (anodo). Sembrerebbe proprio che il componente  perfetto sia a portata di mano: le foglie di quercia. Hanno infatti scoperto che scaldandole a 1.000 gradi Celsius si distruggono le strutture esistenti e rimane una struttura in carbonio porosa, in cui introdurre degli elettroliti. Il risultato è un anodo a base vegetale che funziona in maniera simile al componente di una batteria tradizionale. Al momento sono in corso ricerche per testare altri materiali naturali, come il muschio di torba, le bucce di banana e scorze di melone, per trovare la batteria del futuro basata sulla natura.

Batteria al grafene che si carica in un attimo

2 graphene battery

Gli studiosi della Swinburne University, in Australia, hanno creato una nuova batteria ricaricabile basata sul grafene che si ricarica rapidamente. Il grafene sostituisce il litio nel supercondensatore della batteria, eliminando tutte le carenze di questo materiale e riducendo al contempo l'impatto ambientale. Il supercondensatore al grafene consente inoltre alla batteria di caricarsi al 100 percento in pochi secondi, è in grado di sopportare molti più cicli di ricarica di una batteria ricaricabile attuale ed è anche meno costoso da produrre rispetto alle batterie tradizionali agli ioni di litio.

La batteria allo zucchero

3 sugar battery

Un gruppo di ricercatori del Virginia Tech ha sviluppato una batteria allo zucchero che dura più a lungo di qualsiasi prototipo precedentemente realizzato impiegando lo stesso materiale. La maltodestrina, un polisaccaride ottenuto dall'idrolisi parziale dell'amido, viene isolato dallo zucchero naturale e utilizzato come combustibile.  Lo zucchero è disponibile sulla Terra in abbondanza e a buon mercato, quindi una batteria di questo tipo non sarebbe solo conveniente, ma anche biodegradabile.

Una batteria d'oro

4 gold battery

Una scoperta accidentale da parte di ricercatori della University of California ha portato a una svolta tecnologica che potrebbe far finire nel dimenticatoio le batterie agli ioni di litio. Parliamo di una batteria costruita con un nanofilo in oro e altri materiali di nuovo conio, che può essere ricaricata 200 mila volte senza la perdita di prestazioni tipica delle batterie agli ioni di litio. Questa innovativa batteria è realizzata avvolgendo nanofili d'oro in diossido di manganese con un gel elettrolita. Di solito i nanofili degradano dopo 8.000 cicli a causa dello stress fisico provocato dal ricarica e scarica. L'adozione del gel pare aver "plasticizzato l'ossido di metallo della batteria" aumentandone la longevità.

Batteria che si autodistrugge

5+Iowa State dissolving battery 

Una batteria capace di auto distruggersi non sarà utile a tutti, ma il suo sviluppo è comunque un'innovazione chiave per alcune applicazioni, tra cui quelle per le batterie monouso che spesso finiscono per non essere smaltite correttamente. Ci ha lavorato un gruppo di scienziati della Iowa State University, e il risultato è una batteria che si auto distrugge a contatto con la luce, il calore o un liquido, quindi è adatta per esempio per i dispositivi che necessitano di una fonte di alimentazione per un quantità di tempo predefinita, fra cui alcuni dispositivi medici e sensori ambientali. Una volta che la batteria ha terminato il suo scopo, si dissolve semplicemente in acqua con un impatto sull'ambiente pari a zero.

La batteria commestibile

6 aquion saltwater battery

Ci auguriamo che nessuno abbia mai sentito l'esigenza di mangiare una batteria. L'ha fatto Jay Whitacre di Aquion Energy (solo alcune parti della batteria!) per dimostrare che quella sviluppata dalla sua azienda è veramente naturale ed ecologica. Del resto parliamo di una batteria i cui componenti sono realizzati con acqua salata, cotone e carbonio, che agiscono come una soluzione elettrolitica. Più che di un gustoso pasto, però, si tratta di un supporto per strumenti di grandi dimensioni, come gli UPS per abitazioni e uffici dotati di una fonte di energia rinnovabile, come quella eolica o solare. Può anche essere caricata e usata per alimentare dispositivi nelle ore in cui la corrente è più costosa, per risparmiare sulla bolletta.