Sono ormai diversi gli studi che puntano allo sviluppo di tecnologie sempre più all’avanguardia relative alle batterie. Grazie ai ricercatori della Chalmers University of Technology di Stoccolma è stata prodotta un’innovativa batteria strutturale in carbonio, materiale utilizzato sia per la struttura esterna dell’accumulatore che per gli elementi conduttori. Non a caso, tale tecnica costruttiva nota come “accumulo senza massa”, permette di risparmiare peso grazie al fatto che l’involucro esterno delle celle si sostituisce agli elementi portanti della batteria.
Lo sviluppo di batterie strutturali ha richiesto moltissimi anni di ricerca, comprese precedenti scoperte che coinvolgono alcuni tipi di fibra di carbonio. Il primo tentativo di creare una batteria strutturale è stato fatto nel lontano 2007, ma si è rivelato piuttosto difficile produrre batterie con buone proprietà elettriche e meccaniche.
Il lavoro portato avanti dai ricercatori di Stoccolma ha reso possibile la realizzazione di una batteria che sfrutta la capacità del carbonio di avere un’elevata stabilità meccanica e, congiuntamente, un’alta capacità di immagazzinare energia elettrica. Sottolineiamo al proposito che non si tratta di una tecnologia completamente nuova, ad occuparsi di esperimenti di questo tipo fu anche l’US Army Research Laboratory. Naturalmente nel corso degli anni si è giunti a decisive ottimizzazioni rispetto ai test del passato, finora infatti le batterie prodotte con tale tecnica non presentavano contemporaneamente buone capacità meccaniche ed energetiche.
I precedenti tentativi di realizzare batterie strutturali hanno portato a celle con buone proprietà meccaniche o buone proprietà elettriche. Ma qui, utilizzando la fibra di carbonio, siamo riusciti a progettare ad ottenere una capacità di accumulo competitiva assieme alla rigidità, ha spiegato il professore Leif Asp.
É proprio in questo ambito che il merito va ai ricercatori svedesi, che sembra abbiano trovato la giusta tecnica per ottenere batterie che, oltre ad essere rigide e forti, hanno anche una buona capacità di immagazzinare energia elettrica chimicamente. Difatti, anche grazie alla collaborazione con la Royal Technical University di Stoccolma si è riusciti a presentare una batteria strutturale in grado di offrire buone prestazioni per entrambi gli aspetti. Nel dettaglio, la batteria dispone di una densità energetica di 24 Wh/kg, circa il 20% in più rispetto alle batterie agli ioni di litio ad oggi disponibili, mantenendo valori di rigidità ottimali.
La batteria strutturale di nuova generazione ha un potenziale fantastico. Se si guarda alla tecnologia di consumo, potrebbe essere del tutto possibile nel giro di pochi anni produrre smartphone, laptop o biciclette elettriche che pesano la metà di oggi e sono molto più compatti, ha dichiarato Leif Asp, a capo del team dei ricercatori.
Nel dettaglio, la cella è costituita da un elettrodo negativo in fibra di carbonio e uno positivo costituito da un foglio di alluminio rivestito di fosfato di ferro e litio, separati da un tessuto in fibra di vetro. L’obiettivo dei ricercatori sembra però essere quello di ottenere entro i prossimi due anni un nuovo tipo di batteria in cui sostituire il foglio di alluminio con un’altra fibra di carbonio, in modo tale da aumentarne densità e rigidità, raggiungendo una densità di 75 Wh/kg e una rigidità di 75 GPa.
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