Che le batterie stiano assumendo un'importanza sempre maggiore in ogni ambito della nostra vita è fuor di dubbio. Se fino a 20 anni fa circa erano utilizzate principalmente per la radiolina portatile, il telecomando del televisore e la torcia, oggi ne siamo letteralmente circondati. Gran parte degli oggetti che utilizziamo quotidianamente sono dotati di batterie, quasi sempre ricaricabili: si pensi ai vari laptop, smartphone, smartwatch e tablet, ma anche alle fotocamere digitali, gli spazzolini elettrici, mouse e altre periferiche per il PC. E ora che le auto elettriche iniziano a diventare di uso comune, anche la mobilità sarà basata su enormi battery pack ricaricabili all'occorrenza.
Non deve stupire, dunque, se il numero di centri – sia privati, sia universitari – che investono in ricerca su nuove tipologie di batterie è in continua crescita. L'obiettivo è di creare degli accumulatori che abbiano "un'aspettativa di vita" più lunga (cioè, un numero maggiore di cicli di carica), durino di più e si ricarichino più in fretta. Diverse le strade percorse per trovare un'alternativa al litio: si va dallo zucchero alla spazzatura, passando per oro e materiali biodegradabili.
Il candidato più promettente, però, sembra essere il grafene. Ribattezzato non a caso come il supermateriale del futuro, questo composto bidimensionale del carbonio è utilizzato (in va sperimentale, al momento) un po' in tutti gli ambiti hi-tech e non solo. Samsung ha quindi pensato di sfruttarne le caratteristiche di materiale accumulatore e conduttore per realizzare una batteria al litio in grado di lavorare ad alte temperature senza che i cicli di ricarica e la durata batteria ne risenta.
Ricercatori del Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT), in collaborazione con i colleghi della Seoul National University, hanno realizzato dei prototipi di batterie con anodi di nickel e catodi di litio avvolti da un sottilissimo strato di sfere di grafene. Questa particolare configurazione strutturale – ricordiamo che, solitamente, il grafene è prodotto in fogli bidimensionali e spessi pochi atomi – permette al composto del carbonio di aumentare la conduttività di anodo e catodo e, allo stesso tempo, di annullare (o quasi) gli effetti "collaterali" tipici delle batterie ricaricabili.
Questa tecnica permette di incrementare sia la stabilità della batteria sia la sua conduttività e capacità di accumulo dell'anodo. In questo modo è possibile ottenere delle batterie con una densità di 800 Wh/L, la stessa ottenuta dalle batterie agli ioni di litio utilizzata da Tesla a bordo delle proprie automobili elettriche. Lo strato di sfere di grafene messo "a protezione" dell'anodo delle batterie ideate da Samsung, come detto, garantisce prestazioni di gran lunga superiori a quelle delle "normali" batterie al litio.
Le sfere al grafene conferiscono alla batteria ricaricabile sfornata dal Samsung Advanced Institute of Technology una maggiore stabilità e un incremento prestazionale generalizzato. Ciò si traduce nella capacità di lavorare fino a temperature di 60° centigradi senza che l'integrità strutturale dell'accumulatore ne risenta e una maggiore capacità di carica di almeno il 45% rispetto al passato. Il tutto impiegando appena 15 minuti per ricaricare una batteria di capienza "normale".
Essendo realizzata da Samsung, molti si aspetteranno di trovare a bordo del prossimo Galaxy S9 o del Galaxy S10 una batteria alle sfere di grafene. Pur non essendo un'ipotesi da escludere a priori, è molto più probabile che l'accumulatore di ultima generazioni trovi utilizzo in ambito industriale e, soprattutto, in ambito automobilistico. Il gigante sudcoreano, infatti, potrebbe rivendere le proprie batterie a Tesla e agli altri produttori di veicoli elettrici, permettendo all'intero settore di compiere l'ennesimo (e probabilmente definitivo) balzo in avanti. Se sul mercato arrivassero delle auto elettriche capaci di assicurare un'autonomia paragonabile a quella di un mezzo a benzina e capaci di caricarsi completamente nel giro di 10 minuti o poco più, cadrebbero probabilmente le ultime riserve riguardanti questi automezzi.
5 dicembre 2017
Fonte: engadget.com