• Articolo , 19 settembre 2008
  • Batterie: ultracondensatori fatti di “fiori”

  • E’ ancora la nanotecnologia a spianare la strada in materia di rivoluzione energetica, e in questo caso a promettere uno scintillante futuro alle applicazioni per l’immagazzinamento dell’energia

Immaginate un cellulare che ricarichi la batteria in pochi secondi e senza mai doverla sostituire. Questa è la promessa energetica dei “ultracapacitors” (ultracondensatori), versioni “industrialmente rafforzate” dei condensatori tradizionali, ma che al momento sono in grado di immagazzinare solo circa il 5% dell’energia rispetto alle batterie agli ioni di litio. Un nuovo impulso in questa direzione ora arriva dall’Istituto di Ricerca di Difesa Chimica, in Cina; e ancora una volta i progressi scientifici portano l’impronta delle nanotecnologie. Strutturalmente un condensatore generico immagazzina l’energia sotto forma di campo elettrico, un procedimento ritenuto più efficiente rispetto alle batterie standard che si basano invece su reazioni chimiche. A loro volta gli ultracondensatori sono ancora più efficienti, fornendo “raffiche” di energia istantanee, e sono esenti dai problemi specifici della batteria quali la vita limitata, il limitato numero di cicli di carica e scarica, l’intolleranza al freddo e la criticità nelle rapide ricariche. La quantità di carica elettrica accumulabile varia in stretta dipendenza con la superficie degli elettrodi, fattore potenzialmente limitante se considera gli ultra condensatori devono essere più grandi delle batterie per offrire lo stesso livello di carica. Avvantaggiandosi della nanotecnologia per incrementare in modo considerevole l’area di superficie dei conduttori, i ricercatori cinesi sono riusciti a sviluppare un nuovo elettrodo contenete nanoparticelle di ossido di manganese, elettrodepositati su nanotubi di carbonio puro cresciuti verticalmente. In questo modo si è ottenuto un rivestimento tentacolare che, visto al microscopio elettronico, ricorda un piccolissimo fiore. Finora gli ultracapacitors sono stati limitati ad applicazioni di nicchia che richiedono alta potenza e continue e veloci ricariche, come ad esempio il controllo della velocità delle pale dei generatori eolici. Grazie ai “nanofiori” ora invece potrebbero immagazzinare molta più energia, assicurando performance nettamente migliori rispetto alle batterie in veicoli ibridi e nell’elettronica portatile. “La capacità di ritenzione della carica”, spiega Gaoping Gao, coordinatore dello studio, “ è molto buona, circa il 50,8% in condizioni standard, e il ciclo di vita molto lungo. La perdita di capacità è solo del 3%, dopo 20mila cicli di carica e scarica. Così si apre la strada verso congegni di nuova generazione”.