Il “problema” di dover ricaricare le batterie potrebbe di qui a un paio d’anni essere in gran parte superato. Alcuni ingegneri dei materiali del MIT (Massachussetts Institute of Technology) hanno infatti scoperto una scorciatoia che permetterebbe alle nostre, ampiamente diffuse, batterie agli ioni di litio di essere ricaricate in pochi secondi. La scoperta, riportata sul numero di marzo della rivista scientifica Nature, non comporta modifiche sostanziali alla struttura attuale delle batterie, rendendo plausibile l’idea di vedere tali batterie sul mercato tra pochi anni.

Una delle caratteristiche principali delle batterie agli ioni di litio attualmente in uso è la grande densità di energia: è possibile cioè immagazzinare al loro interno grosse quantità di energia. La contropartita è però che generalmente tali batterie non sono in grado di rilasciare tale energia in modo rapido; i processi di carica e scarica risultano perciò essere lenti. Un esempio che ci fa riflettere anche sull’impatto di questa scoperta, riportato da Gerbrand Ceder, uno degli autori della scoperta, è la macchina elettrica, la quale può viaggiare per lunghi tratti a velocità costante, ma non è possibile effettuare accelerazioni improvvise.

Fino a cinque anni fa si è sempre ritenuto che questo problema fosse dovuto al fatto che gli ioni di litio, responsabili assieme agli elettroni del trasporto dell’energia all’interno della pila, semplicemente si muovono lentamente nel materiale di cui è composta la pila. Tuttavia Ceder e colleghi hanno scoperto, grazie a simulazioni computerizzate, che ciò non è propriamente vero. Gli ioni possono muoversi rapidamente, ma solo se sono presenti nel materiale dei tunnel che partono dalla superficie stessa del materiale. Ovvero gli ioni attraversano il materiale se si trovano davanti all’ingresso di un tunnel; altrimenti trovano difficoltà e rallentano notevolmente.

La soluzione a questo problema realizzata dai ricercatori del MIT è quella di creare una “circonvallazione”, ovvero una nuova struttura della superficie del materiale, che permette agli ioni di muoversi rapidamente sulla superficie. In questo modo quando uno ione trova un tunnel, ci finisce dentro attraversando così il materiale. Utilizzando questa tecnica, è stata realizzata una piccola batteria capace di essere ricaricata e scaricata in 10-20 secondi, contro i 6 minuti dell’analoga pila costruita con tecniche convenzionali.

Una tale scoperta potrebbe portare ad un radicale cambiamento nel modo in cui utilizziamo le batterie e i dispositivi che ne fanno uso. Sicuramente importante sarebbe l’impatto sui mezzi elettrici, dando alle macchine elettriche la possibilità di essere reattive come quelle a benzina e di essere ricaricate velocemente quanto facciamo oggi. Un incentivo in più per passare a mezzi a basso impatto ambientale.

18 marzo 2009
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