Batterie al litio grandi come un granello di sabbia, con la stessa potenza, ma ricaricabili 1000 volte più velocemente: è il risultato delle ricerche congiunte fra l’Università di Harvard e quella dell’Illinois. Per realizzare le nuove batterie, di dimensioni dieci volte inferiori a quelle classiche, è stata usata la stampa 3D, con cui si sono realizzate pile interlacciate di piccoli elettrodi, dallo spessore inferiore a quello di un capello umano.

Le stampanti 3D riescono a depositare micro strati di materiale come fosse inchiostro, grazie alle istruzioni di un disegno tridimensionale al computer, riuscendo così a realizzare un oggetto da zero. Gli inchiostri funzionano diversamente dalle stampanti classiche, comportandosi come materiali elettrochimici che creano anodi e catodi funzionanti e, successivamente, si induriscono dovevano per formare strati compatti, simili a quelli dei thin-film.

I ricercatori hanno creato due tipi di inchiostri specifici: uno per l’anodo, fatto con nanoparticelle di un composto di ossido di litio-metallo, e un altro per il catodo, fatto da particelle di un altro composto. Grazie a una struttura dentata, gli inchiostri depositati creano un interlacciamento più fitto, che a sua volta permette un potenziale energetico maggiore.

Jennifer Lewis, dottoranda al Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard University e autrice dello studio, pubblicato poi su Advanced Materials, ha spiegato:

Non solo abbiamo dimostrato per la prima volta che possiamo stampare in 3D una batteria, ma lo abbiamo fatto anche nel modo più rigoroso possibile.

Dopo aver creato la microbattery, i ricercatori hanno testato il nuovo prodotto per misurarne le prestazioni. Shane Dillon, ricercatore che ha collaborato alla stesura del lavoro, ha spiegato:

Le prestazioni elettrochimiche sono comparabili a quelle delle batterie commerciali in termini di tasso di carica e scarica, ciclo di vita e densità energetica. Il punto è che siamo riusciti a raggiungere tutto questo in dimensioni decisamente inferiori.

La tecnica della stampa 3D, infatti, apre la porta a una serie di innovazioni nel campo della miniaturizzazione dei dispositivi, non a scopi energetici ma anche,ad esempio, in campo medico. Inoltre, sono evidenti le ricadute positive sullo smaltimento dei materiali, problema assai spinoso che frena la produzione delle batterie. Tuttavia, il vero ostacolo da superare resta quello i costi: la vera sfida, infatti, sarà costruire micro batterie facilmente smaltibili, con una prestazioni più efficienti di quelle fin ora sul mercato, ma che siano anche accessibili ai consumatori.

19 giugno 2013
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