Le batterie ad aria che durano dieci volte di più

(ITnews) - Roma -

Quanto durano le batterie del vostro lettore mp3? Dieci giorni? Meno? Poco importa. Tra qualche anno potrebbero durare dieci volte di più. La tecnologia c’è - si tratta di batterie ad aria: l’ha sviluppata l’ente di ricerca inglese “Engineering and Physical Sciences Research Council” (EPSRC). A portare avanti gli studi ci sono i ricercatori della Università di St. Andrews in collaborazione con quelli della Strathclyde e di Newcastle.

La sostanziale differenza tra le batterie tradizionali e queste allo studio sta nel tipo di cella: la novità consiste nell’inserimento di un componente che usa l’ossigeno presente nell’aria come reagente al posto di altre sostanze chimiche attualmente usate.

Nello specifico: le batterie ricaricabili al litio che usiamo oggi contengono un elettrodo negativo di grafite, un elettrolita organico e un ossido di litio e cobalto come elettrodo positivo. Il litio viene rimosso dal composto a strati dell’interpolazione (ossido di litio e cobalto) durante l’operazione di carica, mentre viene reinserito durante il processo di scarico. L’immagazzinamento d’energia è limitato dall’elettrodo di ossido di litio e cobalto (0.5 Li/Co, 130 mAhg-1). L’invenzione dell’Università di St Andrews sostituisce proprio questo elettrodo con uno di carbone poroso, permettendo così al litio caricato positivamente e all’elettrone presenti nella cella di reagire con l’ossigeno dell’aria.

Il fatto di non dover far circolare agenti chimici all’interno della batteria fa in modo che pile delle stesse dimensioni siano in grado di offrire maggiore energia e quindi maggiore durata della carica. Da sempre una delle principali battaglie portate avanti dall’industria energetica, dell’hi-tech e dell’elettronica più in generale, è stata la riduzione delle dimensioni e del peso delle batterie.

Non solo: la messa in produzione di queste celle ad aria, denominate STAIR (St. Andrews Air), renderà le stesse batterie ricaricabili più economiche. Il nuovo component, fatto di carbone poroso, è molto meno costoso dell’ossido di litio e cobalto che va a sostituire.

Quest’invenzione dell’EPSRC ha a tutti gli effetti un doppio potenziale: migliorare le performance degli apparecchi elettronici portatili che già oggi usiamo e dare una forte accelerata all’intera industria delle energie rinnovabili. Le nuove batterie basate su questa tecnologia saranno infatti in grado di generare un flusso costante di energia elettrica utilizzando come fonte sia i raggi solari che il vento.

La scoperta alla base di questa sorprendente applicazione riguarda la ripetibilità dell’interazione tra l’aria e una componente del carbone, una proprietà che crea cioè le condizioni adatte per la ciclicità dei processi di carico e scarico delle batterie. Al momento le capacità di carica delle celle STAIR hanno più che triplicato i valori delle tradizionali batterie. Ma ai ricercatori non basta. Di certo non si fermeranno qui.

Il professor Peter Bruce del Dipartimento di Chimica dell’Università di St Andrews, ossia il luminare a capo del progetto, ha affermato: «Il nostro obiettivo è quello di portare l’aumento della capacità di carica da cinque a dieci volte, il che è molto oltre l’orizzonte generato dagli attuali limiti delle batterie al litio. Al momento i risultati sono molto incoraggianti ed hanno superato le nostre aspettative».

Il finanziamento stanziato dall’EPSRC per questo progetto denominato “An O2 Electrode for a Rechargeable Lithium Battery” ha un valore di oltre un milione e mezzo di sterline (£1,579,137). Il piano prevede una durata di quattro anni: iniziato il 1° Luglio 2007, dovrebbe terminare il 30 Giugno 2011. Sulla tabella di marcia siamo vicini solo al giro di boa. Nessuno si aspetti dunque una sua reale applicazione pratica prima del 2012. Anzi, probabilmente ci sarà da aspettare ancora qualche altro anno per vedere in commercio le prime batterie ad aria.