Innovazione

Le batterie agli ioni di alluminio

Alla Stanford University si sperimenta un nuovo tipo di batteria capace di rivoluzionare il mondo delle reti elettriche e dei dispositivi mobili, con più autonomia e in grado di ricaricarsi in un minuto.

Un team di chimici dell'Università di Stanford ha sviluppato una nuovo tipo di batteria, agli ioni di alluminio, dalle notevoli caratteristiche: basso costo, ciclo di vita lungo rispetto alle attuali batterie e ricarica rapidissima.

Sono qualità nettamente superiori rispetto alle comuni batterie alcaline e agli ioni di litio, tanto che per certi versi si potrebbe parlare anche di "sostenibilità e rispetto per l'ambiente". Se verranno risolti alcuni problemi emersi nella sperimentazione potrebbero cambiare radicalmente il panorama dei dispositivi mobili e forse, in futuro, persino quello delle reti elettriche cittadine e della mobilità.

Il segreto è La grafite. Coordinati da Hongiie Dai, i ricercatori dell'università californiana hanno riportato il proprio successo sperimentale in uno studio pubblicato su Nature. Nella batteria di Stanford l'alluminio va a formare l'anodo, ovvero il polo negativo, ma la vera novità sta nel catodo (il polo positivo): i chimici californiani hanno scoperto che un foglio di grafite come catodo, oltre che economico, gestisce al meglio il flusso di elettroni.

I due elettrodi, anodo e catodo, sono immersi in una soluzione salina non infiammabile, liquida a temperatura ambiente, e il tutto può essere chiuso in una bustina flessibile. Oltre che le caratteristiche già citate, questa batteria non soffre dei rischi di surriscaldamento e autocombustione delle batterie al litio prive dell'elettronica di controllo.

I vantaggi dell'alluminio. Questo metallo, molto abbondante, non è particolarmente economico da estrarre e purificare, se non nei Paesi dove l'energia elettrica costa poco, come in Canada, che non per nulla è il maggiore importatore di bauxite (minerale da cui si estrae l'alluminio) ed esportatore, appunto, di alluminio. Tuttavia ha il grande vantaggio di essere riciclabile al 100% al prezzo del 5% dell'energia necessaria alla produzione di alluminio primario, e questo lo rende, in ultima analisi, economico.

Quanto ai tempi di ricarica della nuova batteria, sono «senza eguali» si lasciano andare a Stanford. Si parla di un minuto per la carica completa della batteria usata in laboratorio: una rivoluzione per chi è afflitto dalla scarsa autonomia di smartphone & Co.

In più, la batteria agli ioni di alluminio sembra avere un ciclo di vita di almeno 7.500 ricariche fino alla perdita di capacità, un salto enorme rispetto alla media delle 1.000 ricariche di quelle attuali agli ioni di litio, o alle 100 ricariche delle batterie in alluminio finora sperimentate.

I prossimi passi. Il grande limite della batteria di Stanford è, per adesso, il voltaggio, attorno ai 2 volt. Sebbene si tratti del valore più alto mai raggiunto fino a oggi nella sperimentazione con l'alluminio, è il 50% di quello che serve ai più diffusi prodotti di elettronica di consumo, come gli smartphone, ed è ancora molto lontano da ciò che potrebbe servire ai componenti di una cosiddetta rete urbana intelligente. Per Hongiie Dai la prossima sfida è questa: perfezionare il progetto fino a raggiungere la potenza desiderata. Qui sotto, il video in inglese di alcuni test della batteria.

8 aprile 2015 Martino De Mori
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