COME TI RIGENERO LA BATTERIA

 Energia
Nov 262013
 

batteria_autorigeneranteSmartphone, tablets, computer portatili, ecc., tutti strumenti che fanno della portabilità la chiave del loro successo e diffusione. Ma al pari delle caratteristiche software e hardware, il successo di questi dispositivi passa proprio per la loro autonomia, cioè per la capacità di durare il più a lungo possibile senza una fonte di energia in grado di ricaricarli. Fino ad ora ci si è affidati al silicio, materiale in  grado di trattenere l’energia durante le ricariche. Ma il silicio, presenta anche un inconveniente non da poco. Accumulando energia, tende a dilatarsi, provocando delle spaccature sulla sua superficie. Questo ne ha sempre in qualche modo limitato l’uso. Oggi, gli studiosi del laboratorio SLAC di Stanford, stanno lavorando su di un polimero a base di silicio che a causa dei deboli legami che lo caratterizzano, è in grado di indirizzare la particelle a riparare automaticamente queste microfratture, il tutto in poche ore di ricarica.

L’idea è venuta dalle recenti scoperte in tema di pelle robotica, simile per certi versi, alla pelle umana ossia in grado di autorigenerarsi. Il polimero di silicio utilizzato ha dimostrato di essere in grado durante la ricarica di autoriparare le crepe che si generano durante la ricarica e questo è avvenuto circa 100 volte, quindi per 100 ricariche. L’obiettivo ovviamente è molto più ambizioso e il risultato auspicato è quello di riuscire nell’impresa di oltre 3.000 cicli di ricarica.

batteria autorigenerante

Insomma, la capacità di riparare i danni spontaneamente, che in natura è semplicemente conosciuto come il processo di auto guarigione, prerogativa del corpo umano, potrebbe presto raggiungere anche le batterie di smartphone o, più in generale, di diverse apparecchiature elettriche.

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LA BATTERIA DEFINITIVA PER GLI SMARTPHONE

 Didattica
Nov 152011
 

Una nuova tecnologia sviluppata presso la facoltà di ingegneria della Northwestern University, pare possa rivoluzionare il mondo degli smartphone come noi li conosciamo. Infatti, gli ingegneri hanno trovato il modo per rendere molto più efficienti le attuali batterie agli ioni di litio utilizzate per far funzionare i nostri attuali telefonini. Questi, hanno lavorato su uno degli elettrodi della batteria, l’anodo (elettrodo sul quale avviene una reazione di ossidazione), riuscendo a garantire una durata superiore di circa dieci volte rispetto alle attuali batterie e ad abbattere i tempi di ricarica della stessa quantità. Questo ha consentito loro di aumentare la longevità delle batterie fino a 5 volte. In pratica una ricarica basterà per una settimana di lavoro e in pochi minuti la batteria sarà ricaricata e nuovamente pronta all’uso.

Una batteria agli ioni di litio viene caricata dagli elettroni che si muovono all’interno dell’elettrolito verso l’anodo. Più ioni di litio è possibile stoccare in ogni anodo, maggiore sarà la densità energetica della batteria, ossia la sua durata. Ad esempio, oggi le attuali batterie utilizzano un anodo composto da grafene che permette di immagazzinare un atomo di litio per sei atomi di carbonio. Utilizzando silicio al posto del carbonio si è aumentata questa densità, stoccando 4 atomi di litio per ogni atomo di silicio. Purtroppo, però, durante questo processo di ricarica la struttura del silicio si frattura per cui si ha una perdita progressiva di carica.

Il capo di questo promettente progetto è il professor Harold H. Kung, e i suoi studi hanno dato risultati entusiasmanti. In pratica, si è operato creando fori di dimensioni comprese tra 10 e 20 manometri, nei fogli di grafene, per velocizzare il processo di carica fino a 10 volte. Ottimizzato questo elemento, si lavorerà sul catodo e sull’elettrolito in modo da evitare che questo possa esplodere in caso di surriscaldamento.

C’è ancora molto da fare, ma i risultati dicono che siamo sulla buona strada. Non ci resta che stare a guardare e aspettare i risultati di questo lavoro.

BATTERIE al gel polimerico

 Energia
Set 152011
 

Prototipo di batteria al gel polimerico

Gli studiosi dell’università di LEEDS in Inghilterra stanno lavorando ad un nuovo progetto di batteria che risolva i problemi delle attuali. La tecnica utilizzata dai ricercatori consiste nel sostituire la soluzione elettrolita con un gel di polimeri.

Il surriscaldamento è sempre stato il principale problema anche per le batterie delle auto elettriche. Gli sviluppatori, fino ad oggi, hanno dovuto utilizzare rivestimenti di acciaio e alloggiamenti a scomparti per evitare che la batteria durante la ricarica potesse esplodere per surriscaldamento. Questo ha inciso notevolmente sul loro peso e dimensione, creando non pochi problemi per i costruttori di laptop e per la riduzione delle loro dimensioni e costi.

La sicurezza è di fondamentale importanza nelle batterie al litio. Ci ricordiamo che Dell fu costretta a ritirarne 4000 per paura che potessero esplodere nei loro computer durante il normale utilizzo. Quelle convenzionali utilizzano elettroliti basati su liquidi organici ed è per questo che possono surriscaldarsi e in alcuni casi prendere fuoco. La sostituzione degli elettroliti liquidi con un polimero elettrolita o gel ne migliora la sicurezza perché la gelatina sostituisce l’elettrolita liquido, volatile e pericoloso, attualmente in uso nella maggior parte delle batterie al litio. Le batterie di nuova concezione non scaldano e quindi non possono prendere fuoco durante la fase di ricarica. Il gel forma una pellicola sottile e flessibile che si trova tra gli elettrodi.

Molti sono interessati alle batterie a gel polimerico, produttori si cellulari, di laptop e di elettronica di consumo in generale perché non richiedono, tra l’altro, l’esaurimento completo della carica per poter essere ricaricate, rendendo questa operazione fattibile in ogni momento ed evitando il problema della cristallizzazione tipica delle batterie al nickel.

Inoltre, cosa che non guasta le nuove batterie costerebbero già da oggi il 10-20% in meno delle attuali.