di Paolo Travisi
Supercondensatori fotoricaricabili, ponte tra le batterie e le celle solari
Supercondensatori fotoricaricabili in grado di alimentare dispositivi elettronici auto-alimentati, come sensori e lampioni stradali. Ma potenzialmente anche smartphone. Un’innovazione importante dal gruppo di ricerca del Dipartimento di Strumentazione e Fisica Applicata dell’Indian Institute of Science che ha sviluppato il prototipo di un nuovo supercapacitor che può essere caricato tramite fonte luminosa artificiale posizionata sopra il dispositivo.
Cosa sono i supercondensatori?
Come è noto, i condensatori sono utilizzati per immagazzinare energia al pari delle batterie. “I condensatori sono dispositivi elettrostatici che immagazzinano energia come cariche su due piastre metalliche chiamate elettrodi. I supercondensatori sono versioni aggiornate dei condensatori: sfruttano i fenomeni elettrochimici per immagazzinare più energia”, spiega Abha Misra, professore allo IAP e autore corrispondente dello studio pubblicato sul Journal of Materials Chemistry A.
A differenza delle batterie ricaricabili, i supercapacitors si caricano e scaricano più rapidamente, ma riescono a stoccare quantitativi minori di energia. Inoltre sia condensatori che supercondensatori tendono ad avere una tensione nominale più bassa delle batterie, motivo per cui non sono adatti ad alcune applicazioni. Nonostante ciò nell’ultimo periodo stanno diventando sempre più popolari nell’elettronica di consumo, dagli smartphone ai tablet, nelle auto elettriche in combinazione con le batterie ed anche nello storage di energia rinnovabile.
L’innovazione del superconduttore fotoricaricabile indiano
Ma torniamo al prototipo indiano dei supercondensatori fotoricaricabili che secondo la pubblicazione potrebbero essere utilizzati in dispositivi auto-alimentati, come lampioni e sensori. Gli elettrodi del nuovo supercondensatore sono fatti di nanotubi di ossido di zinco sintetizzati con ossido di stagno, con l’aggiunta di fluoro che è trasparente; trasparenza che consente alla luce di raggiungere i nanotubi di zinco, che si attivano otticamente, e quindi caricano il supercondensatore. Come mezzo conduttore tra i due elettrodi sono stati testati sia un elettrolita liquido ionico che un elettrolita in gel.
Quando i ricercatori indiani hanno “acceso” una luce ultravioletta (UV) sul loro supercondensatore, hanno notato un enorme aumento della capacità (circa il 3006% in più) rispetto alle condizioni di oscurità. Non solo. In netta contraddizione con quanto avviene normalmente la capacità del nuovo supercondensatore sotto illuminazione UV ha mostrato di crescere con l’aumentare della tensione. E nel caso del prototipo con l’elettrolita liquido, anche nella fase di carica rapida.
Le applicazioni possibili dei supercondensatori fotoricaricabili
Ora i risultati dello studio aprono le porte allo sviluppo di supercondensatori a ricarica rapida e ad alta densità energetica. “I supercondensatori hanno molte applicazioni. Ad esempio, possono potenzialmente sostituire le celle solari utilizzate nei lampioni e avendo un’alta densità di potenza possono rilasciare la carica più rapidamente delle batterie. Inoltre possono anche essere utilizzati per alimentare i chip in dispositivi elettronici come i telefoni cellulari, visto che abbiamo miniaturizzato i supercondensatori integrabili ai chip microelettronici“, spiegano i ricercatori dell’Indian Institute of Science.
Secondo il team di ricerca, ulteriori sviluppi potrebbero consentire al superconduttore di ricaricarsi anche con la luce visibile e infrarossa.
Leggi anche Arriva il supercondensatore con una capacità di accumulo record