La ricerca nel campo dell’accumulo di energia propende ormai da anni sullo studio dei nanomateriali, sfornando ciclicamente soluzioni alternative per le strutture degli attuali materiali impiegati nelle batterie.
Dal Riverside’s Bourns College of Engineering dell’Università della California arriva l’ennesima scoperta orientata in tal senso: un nuovo nanomateriale, definito simile per struttura ad un foglio di carta, sarebbe in grado di moltiplicare la capacità specifica di accumulo dell’energia per unità di massa delle attuali batterie.
Il riferimento alle auto elettriche è esplicito: le nanofibre spugnose che compongono il nanomateriale in questione, con uno spessore 100 volte inferiore a quello di un capello umano, sarebbero in grado di ridimensionare drasticamente i pesi e le capacità dei dispositivi attualmente in commercio.
I risultati della ricerca, pubblicati sulla rivista Nature Scientific Reports, sono frutto dell’applicazione di una tecnica chiamata electrospinning, una sorta di filatura ad altissimo voltaggio (si parla di range compresi tra i 20mila ed i 40mila volts), tramite la quale è stata ricavata una soluzione a base di tetraetilortosilicato comunemente impiegata nell’industria dei semiconduttori che, una volta esposta a dei vapori di magnesio, assume la struttura spugnosa desiderata.
Tale caratteristica strutturale è necessaria per poter ricreare condizioni similari a quelle del silicio normalmente usato per gli anodi delle batterie, che permette il passaggio degli ioni in fase di carica/scarica proprio per via della sua porosità.
Come la maggior parte di queste ricerche, l’obiettivo è trovare un materiale in grado di migliorare le prestazioni oggi offerte dal silicio, che soffre di facile deterioramento quando non di rotture definitive a causa della forte dilatazione impostagli dalla necessità di far fluire la maggior quantità di ioni nel minor tempo possibile.
Scopo non secondario è poi quello di trovare nuove composizioni per gli strati interni degli accumulatori, cercando nanostrutture dalle densità energetiche superiori agli attuali mix di grafite, polimeri, additivi chimici e conduttori metallici.
Per i ricercatori californiani, il materiale da loro elaborato sarebbe anche in grado di mettere fine al problema della scalabilità degli elettrodi, per quanto la produzione di nanofibre oggi sia limitata a piccolissime quantità.
Nel prossimo futuro sarà intrapresa la costruzione di un prototipo di cella utilizzabile in una batteria per dispositivi portatili e veicoli elettrici, primo step verso la simulazione di un prodotto adatto all’inserimento sul mercato.
Andrea Lombardo
Fonte: ElectricCarsReport
