Negli ultimi anni la domanda di dispositivi di accumulo energetico è aumentata in modo significativo, ma ora sembra sia stata trovata una soluzione innovativa
La ricerca sulle batterie destinate ad alimentare dispositivi come smartphone, tablet, computer e auto elettriche rappresenta uno dei campi di indagine più interessanti degli ultimi tempi. La richiesta di sempre maggiore energia e di sempre maggiore durata degli stessi accumulatori, è la sfida più grande per gli scienziati.
La batteria ioni-litio è un tipo di batteria ricaricabile che si basa sulla migrazione di ioni litio tra due elettrodi: il catodo, che ospita un composto di litio, e l’anodo, che ospita un composto carbonioso. La batteria ioni-litio ha un alto rapporto peso potenza, una bassa autoscarica e non ha l’effetto memoria. È la tecnologia più utilizzata ad esempio nel mondo delle biciclette elettriche.
La sfida del prossimo futuro
La tecnologia corre veloce sul filo delle novità, tanto che praticamente ogni giorno veniamo a conoscenza di nuove scoperte e invenzioni da parte di vari team di scienziati in giro per il mondo. Questa volta tocca al team della TU Wien University in Austria che ha inventato una nuova batteria agli ioni di ossigeno che potrebbe ridisegnare numerosi aspetti del nostro quotidiano.
Vista la grande necessità che abbiamo quotidianamente di batterie capaci di alimentare dispositivi come smartphone, tablet, computer e auto elettriche, con prestazioni sempre più alte sia in termini di resa che di durata della carica. Ma finora, l’unico miglioramento che si è riusciti a ottenere è stato l’aumento della potenza delle batterie.
Ad oggi la batteria al litio è quella più utilizzata da tutte le aziende, perché i costi di produzione sono relativamente bassi e hanno una durata discreta, di contro si logorano nel tempo, con una resa via via sempre più scarsa, fino ad arrivare all’impossibilità di usarle ancora. in grado di essere utilizzate sia per gli smartphone sia per le auto elettriche.
La scoperta del team austriaco
Il lavoro del team viennese si è sviluppato partendo dalla loro esperienza con i materiali ceramici impiegati nelle celle a combustibile per sviluppare poi la batteria batteria agli ioni ossigeno utilizzando materiali ceramici conduttori misti. Questi materiali sono in grado di assorbire e rilasciare ioni ossigeno a doppia carica negativa, generando corrente elettrica quando viene applicata una tensione elettrica. “Abbiamo accumulato molta esperienza con i materiali ceramici impiegati nelle celle a combustibile”, spiega Schmid dell’Institute for Chemical Technologies and Analytics della TU Wien. “Questo ci ha dato l’idea di indagare se potessero essere adatti anche per realizzare una batteria”.
Quando viene applicata una tensione elettrica, gli O2- migrano da un materiale ceramico all’altro, con la possibilità di tornare nuovamente indietro, generando così corrente elettrica. “Il principio di base è in realtà molto simile a quello della batteria agli ioni di litio”, afferma il professor Fleig, “Ma i nostri materiali comportano alcuni vantaggi importanti”. La prima cosa che evidenzia il team è che la capacità di accumulo non diminuisce nel tempo e inoltre può essere rigenerata con il solo ossigeno presente nell’aria, ciò significa che la batteria potrebbe durare praticamente “all’infinito”, il che rappresenta un’importante opportunità per lo stoccaggio di energia in grandi unità di accumulo, come ad esempio gli edifici che utilizzano l’energia solare o eolica. Inoltre la ceramica non è infiammabile, non richiede necessariamente elementi rari per la sua produzione e la sua durata è estremamente elevata. Però la densità della batteria è solo un terzo delle batterie al litio e per funzionare richiede temperature tra i 200 e i 400 gradi C, il che significa che , per ora, con potrebbe essere utilizzata per veicoli elettrici o per tutti gli oggetti elettronici portatili.
