Le nuove batterie: potenti, durevoli, e si ricaricano in un secondo

Una batteria delle dimensioni di pochi millimetri, che si può ricaricare nel giro di pochi secondi, e che contiene tanta energia da poterla usare per far ripartire un'automobile? L'hanno realizzata i ricercatori dell'Università dell'Illinois. Una microbatteria 2mila volte più potente di quelle usuali, con una densità di potenza pari a 7.4 mW cm−2 μm−1, tale da superare anche i più potenti supercondensatori.

"Si tratta di un modo completamente nuovo di pensare alle batterie," ha dichiarato il professor William P. King, alla guida della squadra di ricercatori. "Una batteria può fornire molta più energia di quanto chiunque abbia mai pensato. Negli ultimi decenni l'elettronica si è rimpicciolita, ma le batterie sono rimaste indietro. Ora una microtecnologia può cambiare tutto e rimetterle in pari".
Le nuove microbatterie sono descritte in un articolo pubblicato su Nature Communications. Il laureando James Pikul, primo firmatario, aggiunge: "Finora se si voleva energia elevata occorreva sacrificare la potenza, e viceversa. Ma le applicazioni più interessanti, specie quelle più moderne, richiedono sia energia, sia potenza. Ed è quello che le nostre batterie stanno cominciando a dare". Batterie simili sarebbero in grado di far funzionare dispositivi 30 volte più piccoli degli attuali, o di trasmettere un segnale 30 volte più lontano. E si ricaricano 1.000 volte più velocemente, tanto che basterebbe un secondo per rinnovare completamente la carica di un cellulare.

Alla base di queste incredibili prestazioni c'è la microstruttura tridimensionale del catodo e dell'anodo. Viene creata con microsfere che si dispongono spontaneamente a formare una griglia tridimensionale. Lo spazio tra le sfere viene riempito con metallo, poi le sfere vengono dissolte, e il metallo viene ricoperto da una pellicola di materiale attivo. Il risultato è una struttura con piccole interconnessioni che permette agli ioni di muoversi rapidamente, e in cui il materiale attivo è in uno strato sottile, consentendo una rapida cinetica di diffusione. Si presta a essere usata nelle tradizionali batterie agli ioni di litio o al nichel-metallo idruro, o in altre di nuova concezione. I ricercatori sono ora al lavoro per studiare la possibilità di produrla industrialmente a basso costo.

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