La batteria al litio elastica che ricorda un albero da frutta
(Rinnovabili.it) – Nasce nei laboratori di ingegneria dell’Istituto Nazionale Ulsan di Scienza e Tecnologia, in Corea del Sud, la prima batteria al litio elastica. Ultimo lavoro dedicato al settore dell’elettronica indossabile, il dispositivo sembra provenire direttamente dall’archivio progettuale di Madre Natura. L’architettura della nuova batteria ricaricabile, infatti, ricalca da vicino un modello del mondo vegetale. Per la precisione, quello offerto dal Jabuticaba, un albero che cresce elusivamente in Brasile, caratterizzato dalla presenza di frutti lungo quasi tutto il tronco (caulifloria). Questa macro-struttura è stata replicata su scala nanoscopica per ottenere un dispositivo di accumulo estremamente flessibile.
In questi anni l’elettronica “strecciabile” sta attirando parecchia attenzione. La crescente domanda del mercato per apparecchi indossabili e flessibili ha alimentato la ricerca di elettrodi allungabili con elevata durata meccanica e, al tempo stesso, conduttività elettrica, durante la deformazione. Sebbene siano state proposte molte soluzioni, nessuna di esse è riuscita a ottenere contemporaneamente un’elevata elasticità e un processo di produzione scalabile.
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I ricercatori coreani, guidati dal professore di ingegneria chimica Soojin Park, hanno compiuto, invece, uno dei progressi più importanti nel campo.
Al tradizionale materiale conduttivo, il team ha preferito un composito ibrido di carbonio / polimero, la cui struttura è simile all’organizzazione tronco/frutti dell’albero di Jabuticaba.
Il nuovo materiale è estremamente facile da ottenere: basta mettere in soluzione nanotubi di carbonio, nerofumo ed elastomeri, polimeri di origine naturale o sintetica che possono subire grosse deformazioni elastiche in modo reversibile. La soluzione va omogeneizzata e quindi lasciato evaporare il solvente.
Gli scienziati hanno osservato che gli elettrodi realizzati con il nuovo composito mantengono efficacemente la loro conduttività elettrica, anche in caso di elevate sollecitazioni. Questo li rende particolarmente adatti all’interno di batterie al litio acquose. “I nostri risultati dovrebbero espandere il numero di nanocomposti estensibili con proprietà elettrochimiche e meccaniche disponibili per un’ampia varietà di applicazioni”, commentano i ricercatori. Il risultato del lavoro – pubblicato sulla rivista Advanced Energy Materials – è una batteria al litio elastica, che può essere allungata e tirata senza che si rovini o perda efficienza. Il dispositivo presenta un’eccellente capacità di trasmissione (≈90 mA hg-1 ad un tasso di 20C) , mantenendo la carica al 93% dopo 500 cicli.