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Batterie cariche in dieci minuti, senza l'aiuto di Tesla

Le batterie a ricarica veloce promettono di rimpicciolire, alleggerire e ridurre i tempi di ricarica di tutto, dalle auto elettriche ai laptop.
18 giugno 2014, 8:32am

Immagine: Oliver Sved/Shutterstock

Il tempo di ricarica della batteria non è solo questione di comodità. Nel caso delle auto elettriche può fare la differenza tra la diffusione globale e la novità riservata solo ai ricchi, o tra un futuro di sistemi di trasporto sostenibili e uno che resta legato alle macchine a combustione fino al triste epilogo. Indubbiamente, uno dei grandi problemi delle macchine elettriche è la quantità di tempo che impiegano per ricaricarsi: farlo a casa, che è la circostanza ideale, può richiedere molte ore—una notte—mentre farlo alla stazione ad alto voltaggio di Washington può richiedere poco più tempo di un cambio dell'olio.

Non sarebbe male riuscire a ricaricare la batteria di una macchina elettrica con lo stesso impegno richiesto dalla sua controparte a combustibile fossile, ed è proprio questa la promessa che lascia intendere una ricerca pubblicata da un gruppo di studiosi della University of California a Riverside: è stata progettata una batteria che si può caricare 16 volte più velocemente, con il 63 percento in più di efficienza e il 40 percento in meno di massa.

Il tipo di tecnologia descritto, come molti dei materiali innovativi che gli scienziati hanno scoperto recentemente, è formata da una struttura di nanotubi di carbonio, delle particolari molecole a forma cilindrica dallo spessore di un singolo atomo. Con queste dimensioni, i nanotubi diventano degli straordinari conduttori di energia termica ed elettricità. Fondamentalmente, il progetto della batteria consiste in coni formati da questi nanotubi, che sono poi “bordati” di silicone. Questi coni costituiscono la porzione anodica di una normale batteria a ioni di litio, il punto in cui la carica viene raccolta e la corrente positiva scorre verso l'apparecchio, questo tipo di tecnologia permette di prendere energia sia da un caricatore convenzionale che da voltaggi molto alti.

Le differenze di massa e di grandezza sono da attribuire al silicone incorporato sull'anodo, un'idea relativamente nuova per rimpiazzare in un prossimo futuro gli anodi di grafite utilizzati di solito. La velocità, tuttavia, è da attribuire all'invenzione della struttura a nanotubi. La ragione è duplice. La prima è che la struttura complessiva permette una connessione senza interruzioni con le viscere elettrochimiche della batteria, facilitando un trasferimento più efficiente di energia. La seconda è che i nanotubi di carbonio forniscono da soli nuovi canali lungo l'anodo, attraverso i quali passa la soluzione elettrolitica della batteria, permettendo un accesso più veloce dell'elettrolita.

“Il silicone è un tipo di materiale anodico che sta ricevendo molta attenzione, perché teoricamente ha la più alta capacità gravimetrica e volumetrica conosciuta, circa 4.200 milliamperora al grammo, che è dieci volte superiore degli anodi della classica batteria agli ioni di litio basata sulla grafite,” ha spiegato in una mail la ricercatrice Wei Wang.

Mettete questa invenzione insieme a un'altra scoperta tecnologica che potrebbe permettere a corde e altri fili (forse addirittura ai vostri vestiti) di funzionare come caricabatterie, quindi di immagazzinare e trasmettere elettricità, e/o i caricatori wireless: i giorni delle apparecchiature elettroniche pesanti saranno finiti.

La tanto decantata condivisione dei brevetti da parte di Tesla—una mossa che in realtà corregge soltanto lo strano errore di calcolo per cui si pensava che le stazioni proprietarie per la ricarica elettrica (stazioni Tesla per macchine Tesla) potessero avere qualche possibilità in un mercato già di nicchia—diventa interessante se considerata alla luce di questa nuova e potenzialmente superiore tecnologia per le batterie. Probabilmente si tratta di un'autentica coincidenza che sia stata annunciata la stessa settimana della dichiarazione di Elon Musk sui brevetti, ma quello della University of California di Riverside è una svolta (una svolta brevettata e già autorizzata, ha detto Wei Wang, aggiungendo che il titolare della licenza è anonimo) che potrebbe benissimo rendere quei brevetti insignificanti, e ciò dipende dalla velocità con cui gli anodi di silicone approderanno nel mercato.

Le batterie Tesla agli ioni di litio dipendono fortemente dalla grafite, dopotutto, e il futuro della ricarica veloce, che potrebbe essere un fattore determinante per la diffusione globale dei veicoli elettrici, punta verso il silicone. La rivelazione dei brevetti è stata dipinta da Musk come un atto di benevolenza gratuito correlato, in parte, a una riflessione commerciale. Tuttavia, nel corso di un botta e risposta con i giornalisti, si è sentita puzza di interesse privato, quando Musk ha definito “non ottimale” la decisione di un altro produttore di automobili di usare batterie non-Tesla. Ha lasciato intendere, in modo non così sottile, che l'unico motivo per cui l'uso della tecnologia Tesla non è esteso a livello globale siano quei maledetti brevetti. Joseph White ha riassunto la mossa dei brevetti in poche taglienti parole: “per favore, usate le nostre batterie.”

Più precisamente si potrebbe dire: “per favore, usate le nostre batterie...prima che diventino obsolete.”