Dall’Università politecnica di Hong Kong arriva un nuovo tipo di batterie litio zolfo con un'eccellente flessibilità e un'elevata densità energetica
Batteria in tessuto per la prossima generazione di tecnologia indossabile
(Rinnovabili.it) – È nata relativamente da poco ma ha già diversi premi alle spalle. Parliamo della batteria in tessuto creata dall’Università politecnica di Hong Kong (PolyU), speciale unità d’accumulo sottile, efficiente ed estremamente flessibile. La tecnologia, sviluppata dal Zheng Zijian e dal suo team di ricercatori, si affida alla chimica litio-zolfo per creare un dispositivo leggero e, al contempo, dalle elevate capacità teoriche. L’obiettivo, come spiegano gli stessi scienziati su Nature (docuemnto in inglese), è quello di creare una valida opzione di ricarica per l’elettronica indossabile, settore che si sta ritagliando uno spazio sempre più importante a livello dell’Internet delle Cose.
In questo campo, la prima scelta è caduta sulle batterie a ioni di litio grazie alla loro densità energetica elevata e la lunga durata. Negli ultimi decenni, la ricerca di settore ha tentato di dar vita ad un’unità che fosse resistente e pieghevole al tempo stesso ma, ad oggi, l’elevata densità di massa dei materiali rende impossibile replicare gli alti valori di efficienza propri delle versioni rigide.
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Un collo di bottiglia superato invece dalla batteria in tessuto del PolyU. Gli scienziati hanno brevettato una nuova tecnologia di deposizione, chiamata PAMD (polymer-assisted metal deposition), che permette di realizzare conduttori metallici ad alte prestazioni (Cu, Ni, Ag e Au) su un’ampia varietà di substrati organici tra cui plastica, elastomeri, carte e tessuti.
In questo modo il substrato funge da collettore di corrente nella batteria; per completare il dispositivo basta aggiungere gli elettrodi, il separatore e l’elettrolita.
Test di laboratorio hanno dimostrato una densità energetica di oltre 450 Wh / L e l’estrema stabilità meccanica, durata e sicurezza della batteria al litio-zolfo tessile sotto deformazione. Può essere piegata ripetutamente a metà, ruotata a diverse angolazioni o accartocciata, senza che la sua tensione subisca variazioni. Il test di flessione ha dimostrato, inoltre, che il dispositivo può essere piegato oltre 1.000 volte con un raggio di curvatura sotto un millimetro, registrando un degrado della capacità marginale. A titolo di confronto, la batteria pieghevole a ioni di litio può raggiungere solo un raggio di curvatura di circa 25 mm e con prestazioni molto sotto i 200 Wh / L.
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“La tecnologia indossabile è stata definita la prossima grande opportunità di mercato globale dopo gli smartphone. Si prevede che i ricavi globali per questo settore cresceranno a dismisura di oltre il 20% all’anno, per raggiungere 100 miliardi di dollari entro il 2024”, affermano gli scienziati. “Poiché tutta l’elettronica indossabile richiederà energia elettrica, la nostra nuova tecnologia per la produzione di batterie al litio tessile offre una soluzione promettente per un’ampia gamma di applicazioni di prossima generazione, che vanno dalla sanità, all’infotainment, dallo sport alla moda, dal settore aerospaziale a quello dell’IoT”.
