Arrivano sul mercato scelte più avanzate: schiuma di grafite e litio in forma nanometrica
Dopo anni in cui consumatori e ricercatori hanno dovuto scendere a compromessi fra peso, sicurezza e potenza delle batterie ad alta capacità, varianti promettenti stanno emergendo. Le nanotecnologie hanno permesso la creazione di un nuovo tipo di batteria a ioni di litio, che può fornire cinque volte tanta energia, rispetto alle versioni esistenti. Questa estate la DeWalt di Baltimora, in Maryland, una società che produce utensili elettrici, progetta di iniziare a usarle in una serie di strumenti a batteria, funzionanti a 36 volt. I progressi nel settore comprendono anche un miglioramento nei vetusti accumulatori a piombo-acido.
La nuova batteria al litio, sviluppata dalla A123 Systems di Watertown, nel Massachusetts, sulla base del lavoro di Yet-Ming Chiang, ricercatore sui materiali al MIT, non solo è più potente, ma si ricarica anche al 90 per cento della sua capacità in soli 5 minuti e resiste a 10 volte tanti cicli di ricarica, rispetto alle sue controparti convenzionali, afferma l’azienda. La batteria sarà inizialmente impiegata negli attrezzi elettrici professionali, in cui la possibilità di disporre di potenze molto alte è assai apprezzata. Ma la tecnologia potrebbe anche condurre a versioni a batteria di dispositivi che richiedono molta elettricità, come gli aspirapolvere o le falciatrici, e persino ad auto ibride.
Chiang ha migliorato la tecnologia delle batterie a ioni di litio, usando le nanotecnologie. Durante le fasi di carica e scarica, le batterie a ioni di litio trasferiscono gli ioni fra i due elettrodi. Diminuire la dimensione delle particelle di litio può aumentare la potenza della batteria, ma può anche favorire la sua tendenza ad esplodere. Chiang ha utilizzato materiali più sicuri, anche se scarsamente conduttivi, impiegando un trucco preso dall’industria dei semiconduttori, quello di “dopare” un materiale con tracce di un altro, al fine di renderlo conduttivo. Dopo di ciò ha ridotto la dimensione delle particelle dopate, per rendere più facile l’uscita degli ioni. Forando con un chiodo le batterie così ottenute, afferma l’azienda, non si provoca più la combustione del litio, come in quelle normali, ma solo uno sbuffo di vapore.
A123 Systems non è la sola azienda intenta a cambiare il mondo delle batterie. Firefly Energy di Peoria, in Illinois, sta riprogettando le batterie piombo-acido, per utilizzarle in veicoli militari e trattori tosaerba. Firefly ha sostituito parte del piombo nella batteria con una schiuma di grafite che ha una area superficiale molto più grande. Questo riduce il peso e aumenta la longevità, rendendo le performance di queste batterie simili a quelle delle batterie nickel-idruri metallici, utilizzate nelle auto ibride, dice uno dei fondatore dell’azienda, Mil Ovan.
Al momento, però, nessuna delle batterie proposte offre i 15 anni di durata necessari per l’utilizzo nelle auto ibride, afferma David Howell, direttore delle ricerche sull’accumulo di energia al Dipartimento dell’Energia statunitense. Ma Chiang sostiene di essere già in contatto con i produttori di auto.
