Le automobili elettriche potrebbero beneficiare in un futuro prossimo di pacchi batteria molto più efficienti e duraturi rispetto a quelli montati sui modelli in commercio attualmente, andando così a eliminare una delle voci critiche spesso evidenziate dai detrattori della propulsione alternativa.

La novità consiste nelle cosiddette “batterie auto-riparanti”, ovvero unità in grado di rigenerarsi tra un ciclo di ricarica e l’altro mantenendo inalterata per lungo tempo la loro capacità di immagazzinare energia. A lavorare su questo nuovo tipo di batterie al litio è un gruppo di scienziati tra cui ci sono il professor Yi Cui della Stanford University e il professor Zhenan Bao.

Al centro della loro attenzione è finito il silicio che, tra una fase cattura di elettroni e quella del loro rilascio (corrispondenti rispettivamente alla ricarica e al successivo rilascio dell’energia accumulata), subisce delle crepe nella sua struttura che ne limitano la capacità di generare un contatto elettrico, causando la perdita della proprietà degli anodi di attirare elettroni e avendo come risultato pratico una batteria che non riesce più a immagazzinare la stessa quantità di energia che immagazzinava da nuova.

Gli scienziati hanno preso come esempio la capacità degli esseri viventi di auto-guarire dalle ferite, pensando così di impiegare un rivestimento polimerico capace di simulare le proprietà auto-rigeneranti della pelle per rivestire l’elettrodo in silicio delle batterie al litio.

Non appena i legami molecolari del silicio si rompono generando delle crepe, questi polimeri provvedono ad attrarsi ricostruendo i legami e facendo mantenere all’elettrodo la sua forma originale, consentendogli così di continuare ad attrarre elettroni senza una significativa perdita di efficienza.

Secondo Yi Cui e i suoi colleghi, le batterie dotate di questa tecnologia assicurano oltre 100 cicli di carica e scarica, ma l’obiettivo è quello di mettere a punto accumulatori per auto in grado di assicurare fino a 3.000 cicli completi.

Se il rivestimento polimerico è associato a un catodo convenzionale, si ottiene il vantaggio di riuscire a immagazzinare il 40% di energia in più rispetto alle batterie al litio attuali, ma il valore può addirittura triplicare se si impiega un catodo ad alta capacità.

Sembra quindi che gli scienziati al lavoro su questa soluzione siano sulla buona strada per far compiere un passo avanti all’automobile elettrica e, più in generale, a tutti i dispositivi che richiedono delle batterie per poter funzionare.

Nonostante le buone premesse, però, il percorso per uno sbarco sul mercato della batterie in grado di auto-rigenerarsi appare ancora lungo e complesso, sia perché la tecnica di costruzione deve ancora essere affinata, sia perché i costi dei materiali usati sono al momento troppo alti per poter dare vita a batterie accessibili alla maggior parte dei clienti.

18 novembre 2013
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