Se siete nostri lettori affezionati, sicuramente saprete che la nostra redazione ha molto a cuore il tema della tecnologia che sta alla base della realizzazione delle batterie.
Sebbene siamo consapevoli del fatto che la completa indipendenza dei devices, da una rete energetica classica, sia davvero troppo avveniristica, auspichiamo, da tempo, l'avvento di celle performanti che permettano a smartphone, tablet, notebook, robot casalinghi e perché no, anche automobili elettriche, di raggiungere autonomie sempre più decorose.
Per capirci, un notebook con autonomia di 2 ore è davvero anacronistico. Che senso può avere un dispositivo portatile, se lo devo collegare alla rete ogni due ore di lavoro? Ecco perché la soluzione scelta da Apple per i suoi Macbook (circa 9 ore di autonomia) sembra davvero più compatibile con le esigenze quotidiane di un utente medio. La combinazione di capacità estesa e ottimizzazione dei processi di carica/scarica, ha reso possibile un risultato davvero insperato, fino a qualche anno prima.
Il progresso non si ferma e, ciò che noi auspichiamo da molto tempo, potrebbe essere presto realtà.
I ricercatori del Bournes College of engineering presso l'University of California Riverside, infatti, hanno sviluppato una nuova batteria agli ioni di litio che supera di tre volte le prestazioni delle medesime batterie, attualmente disponibili.
Qual è l'"ingrediente segreto"? Pare possa essere la silice, che andrebbe a costituire l'anodo della cella.
L'idea è venuta a Zachary Favors (studente del Bournes College) che, durante una passeggiata sulla spiaggia, avrebbe realizzato come la sabbia (composta da fosse composta sostanzialmente da quarzo), un materiale che risulta essere particolarmente promettente per lo sviluppo di batterie ad alte prestazioni.
La ricerca di Favors si è orientata verso il miglioramento delle caratteristiche dell'anodo, il polo negativo di una batteria, che viene comunemente realizzato impiegando la grafite. Questo materiale però è ormai arrivato al limite delle sue possibilità e non è più in grado di sostenere quelle esigenze di densità di carica e di energia che oggi e in futuro si riveleranno indispensabili per l'evoluzione del panorama elettronico.
Le attività di ricerca nel campo delle batterie si stanno muovendo su una strada che prevede l'impiego di silicio su nanoscala, che però risulta difficile da produrre in grandi quantità e può degradarsi velocemente. E' a questo punto che entra in gioco il quarzo, che altro non è che diossido di silicio.
Favors si è procurato della sabbia ad alta concentrazione di quarzo, che è stata sottoposta dapprima ad una lavorazione per portarne la granulometria nell'ordine dei nanometri ed in seguito ad una serie di processi di purificazione che hanno trasformato il suo colore dal marrone ad un bianco candido. Quanto ottenuto è risultato simile, per colore e aspetto, allo zucchero a velo.
La polvere di quarzo purificata è stata sottoposta ad un ulteriore processo: dapprima miscelata con sale e magnesio (presenti disciolti in grandi quantità nell'acqua marina) e quindi riscaldata. Il sale ha assorbito il calore, permettendo al magnesio di legarsi con le particelle di ossigeno presenti nel quarzo. Favors ha così ottenuto una polvere di silicio puro, per di più nanoscopico.
Ma c'è di più: il silicio risultante mostra una struttura porosa, come fosse una spugna, caratteristica altamente desiderabile per la realizzazione di un anodo per batteria, e proprio ciò che ha consentito di triplicare le prestazioni, dati alla mano dai primi test di laboratorio effettuati, rispetto alle batterie odierne.
E' il sacro graal: una maniera economica, non tossica e amica dell'ambiente per produrre anodi ad alte prestazioni per le batterie agli ioni di litio
ha commentato Favors.
I ricercatori stanno ora lavorando ad un metodo per produrre il nanosilicio su larga scala, partendo dalla polvere di quarzo, e per realizzare batterie simili a quelle presenti negli smartphone di oggi.
E' la rivalorizzazione di ciò che già abbiamo, la strada perseguita da Favors. Quanto ci impiegherà ad essere implementata su larga scala, questa tecnologia? Ci auguriamo non troppo.
In ogni caso, poi, rimarrebbe un altro aspetto da valutare, per quanto concerne le batterie, ovverosia il ciclo utile del prodotto e il deterioramento delle stesse.
Se è vero che una batteria agli ioni di litio, installata su un notebook, subito dopo l'acquisto può durare 3 o 4 ore, per quanti cicli conserverà le sue performance attuali?
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