La cattura, l’immagazzinamento e la generazione di energia rimangono un’area di ricerca molto vivace. Qui esaminiamo una serie di scoperte della ricerca sulle future tecnologie delle batterie.
Le batterie strutturali potrebbero portare a veicoli elettrici superleggeri
Da molti anni la ricerca della Chalmers University of Technology sta cercando di utilizzare la batteria non solo per l’energia, ma anche come componente strutturale. Il vantaggio che ne deriva è che un prodotto può ridurre i componenti strutturali perché la batteria contiene la forza necessaria per svolgere tali compiti. Utilizzando la fibra di carbonio come elettrodo negativo, mentre il positivo è un fosfato di ferro e litio, la batteria più recente ha una rigidità di 25GPa, anche se c’è ancora un po’ di strada da fare per aumentare la capacità energetica.
Elettrodo a nanotubi di carbonio allineati verticalmente
NAWA Technologies ha progettato e brevettato un elettrodo di carbonio ultraveloce che, a suo dire, rappresenta una svolta nel mercato delle batterie. Utilizza un design a nanotubi di carbonio allineati verticalmente (VACNT) e NAWA sostiene che può aumentare la potenza della batteria di dieci volte, incrementare l’immagazzinamento di energia di un fattore tre e aumentare il ciclo di vita di una batteria di cinque volte. L’azienda vede nei veicoli elettrici il principale beneficiario, riducendo l’impronta di carbonio e i costi di produzione delle batterie e aumentando al contempo le prestazioni. Secondo NAWA, un’autonomia di 1000 km potrebbe diventare la norma, con tempi di ricarica ridotti a 5 minuti per raggiungere l’80%. La tecnologia potrebbe entrare in produzione già nel 2023.
Una batteria agli ioni di litio senza cobalto
I ricercatori dell’Università del Texas hanno sviluppato una batteria agli ioni di litio che non utilizza il cobalto per il catodo. Al suo posto è stata utilizzata un’alta percentuale di nichel (89 percento) e manganese e alluminio per gli altri ingredienti. “Il cobalto è il componente meno abbondante e più costoso nei catodi delle batterie”, ha dichiarato il professor Arumugam Manthiram, del Dipartimento di Ingegneria Meccanica Walker e direttore del Texas Materials Institute. “E noi lo stiamo eliminando completamente”. Il team afferma di aver superato i problemi comuni con questa soluzione, garantendo una buona durata della batteria e una distribuzione uniforme degli ioni.
SVOLT presenta batterie senza cobalto per veicoli elettrici
Mentre le proprietà di riduzione delle emissioni dei veicoli elettrici sono ampiamente accettate, c’è ancora una controversia intorno alle batterie, in particolare sull’uso di metalli come il cobalto. SVOLT, con sede a Changzhou, in Cina, ha annunciato di aver prodotto batterie senza cobalto destinate al mercato dei veicoli elettrici. Oltre a ridurre i metalli delle terre rare, l’azienda sostiene che le batterie hanno una maggiore densità energetica, che potrebbe portare a un’autonomia fino a 800 km (500 miglia) per le auto elettriche, allungando al contempo la durata della batteria e aumentando la sicurezza. Non sappiamo esattamente dove vedremo queste batterie, ma l’azienda ha confermato che sta lavorando con un grande produttore europeo.
StoreDot ricarica i cellulari in 30 secondi
StoreDot, una start-up nata dal dipartimento di nanotecnologia dell’Università di Tel Aviv, ha sviluppato il caricatore StoreDot. Funziona con gli smartphone attuali e utilizza semiconduttori biologici fatti di composti organici presenti in natura noti come peptidi – brevi catene di amminoacidi – che sono i mattoni delle proteine.
Il risultato è un caricatore in grado di ricaricare gli smartphone in 60 secondi. La batteria comprende “composti organici non infiammabili racchiusi in una struttura di sicurezza multistrato che impedisce la sovratensione e il riscaldamento”, quindi non dovrebbe avere problemi di esplosione.
Batteria al grafene di Samsung
Samsung è riuscita a sviluppare “sfere di grafene” in grado di aumentare la capacità delle sue attuali batterie agli ioni di litio del 45% e di ricaricarsi cinque volte più velocemente delle batterie attuali. Per contestualizzare, Samsung afferma che la sua nuova batteria al grafene può essere ricaricata completamente in 12 minuti, rispetto all’ora circa dell’unità attuale.
Samsung afferma inoltre che la batteria può essere utilizzata anche al di là degli smartphone, in quanto può resistere a temperature fino a 60 gradi Celsius.
Ricarica più sicura e veloce delle attuali batterie agli ioni di litio
Gli scienziati del WMG dell’Università di Warwick hanno sviluppato una nuova tecnologia che consente di caricare le attuali batterie agli ioni di litio fino a cinque volte più velocemente rispetto ai limiti attualmente raccomandati. La tecnologia misura costantemente la temperatura della batteria in modo molto più preciso rispetto ai metodi attuali.
Gli scienziati hanno scoperto che le batterie attuali possono essere spinte oltre i limiti raccomandati senza compromettere le prestazioni o il surriscaldamento. Forse non abbiamo affatto bisogno delle altre nuove batterie menzionate!