Microbatterie

Una microbatteria 2.000 volte più potente di quelle tradizionali, con una densità di potenza pari a 7.4 mW cm-2 μm-1, tale, cioè, da superare anche i più potenti supercondensatori, dimensioni di pochi millimetri, ricarica nel giro di pochi secondi e così tanta energia da far ripartire un’automobile: non è fantascienza, ma l’hanno davvero realizzata i ricercatori dell’Università dell’Illinois.

Si tratta di un modo completamente nuovo di pensare alle batterie, anche perché, in genere, quest’ultime possono fornire molta più energia di quanto si possa pensare e mentre negli ultimi decenni l’elettronica si è notevolmente ridotta come dimensioni le batterie non hanno seguito la stessa dinamica evolutiva. Ora, finalmente, una microtecnologia può cambiare decisamente le cose facendo recuperare il terreno perso.

Finora, se si voleva energia in quantità occorreva sacrificare la potenza, e viceversa. Ma le applicazioni normalmente più interessanti, specie quelle più recenti, necessitano in egual misura tanto di energia quanto di potenza. Ed è proprio quello che queste microbatterie stanno cominciando a garantire: sarebbero, infatti, in grado di alimentare dispositivi 30 volte più piccoli degli attuali o inviare un segnale 30 volte più lontano. E, soprattutto, sono durevoli e si ricaricano 1.000 volte più velocemente, tanto che basterebbe un secondo per assicurare completamente la ricarica di un cellulare.

Queste incredibili prestazioni sono dovute essenzialmente alla microstruttura tridimensionale del catodo e dell’anodo, che viene creata con microsfere che si dispongono spontaneamente formando una griglia tridimensionale. Lo spazio tra le sfere viene occupato dal metallo, poi le sfere si dissolvono e il metallo viene rivestito con una pellicola di materiale attivo. Alla fine si ottiene una struttura con piccole interconnessioni che consente agli ioni di muoversi velocemente e in cui il materiale attivo è confinato in uno strato sottile, permettendo una rapida cinetica di diffusione. E’ particolarmente adatta sia per essere usata nelle abituali batterie agli ioni di litio o al nichel-metallo idruro che in altre di nuova concezione. I ricercatori stanno al momento producendo il massimo sforzo per studiare la possibilità di produrla a livello industriale a prezzi accettabili.

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