Sviluppato un processo di fabbricazione per i micro supercapacitors in grado di adattare i dispostivi all'applicazione finale
Se i micro supercondensatori sposassero le batterie
(Rinnovabili.it) – Il rapido sviluppo di dispositivi elettronici portatili, indossabili e impiantabili ha fatto crescere anche la domanda di sistemi di stoccaggio energetico multifunzionali e miniaturizzati. I micro supercondensatori, versione su piccolissima scala dei dispositivi per l’accumulo elettrostatico, rappresentano una delle risposte possibili a questa nuova esigenza. Ma le loro potenzialità vanno oltre il settore dell’elettronica “personale”. Possono infatti essere combinati con le tradizionali batterie ricaricabili per estenderne l’autonomia e aumentarne la velocità di carica. Regalando così ai prodotti finali – dagli smartphone alle e-car – nuove prestazioni.
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I ricercatori della Chalmers University of Technology, in Svezia, hanno sviluppato un processo di produzione che rappresenta una vera e propria svolta tecnologica per il settore. “Quando si parla di nuove tecnologie, è facile dimenticare quanto sia importante il metodo di fabbricazione, in modo che possano essere effettivamente prodotte commercialmente e avere un impatto sulla società. Noi abbiamo sviluppato un processo che può funzionare davvero”, spiega Agin Vyas, ricercatore presso il Dipartimento di Microtecnologia e Nanoscienze della Chalmers University of Technology.
I supercondensatori o supercapacitors sono costituiti da due conduttori elettrici separati da uno strato isolante. Immagazzinano direttamente energia elettrica e lo fanno con una velocità decisamente superiore a quella delle batterie, garantendo nel contempo una vita più lunga. Di contro, tuttavia, offrono una capacità d’accumulo più bassa.
Da qui l’idea di mettere assieme le due tecnologie per poter sfruttare contemporaneamente i vantaggi dell’accumulo elettrochimico e di quello elettrostatico. Tuttavia, ottenere supercondensatori compatibili con le dimensioni delle batterie su piccola scala, non è facile.
La sfida produttiva
La ricerca, condotta Vyas e colleghi, risponde esattamente a questa sfida. Il team ha messo a punto nuovi micro supercondensatori in grado di adattarsi alla perfezione ai circuiti di sistema che controllano varie funzioni in telefoni cellulari, computer, motori elettrici e quasi tutta l’elettronica che utilizziamo oggi. Questa soluzione è anche chiamata “system-on-a-chip”.
Uno dei problemi più importanti affrontati dal gruppo è stato riuscire a produrre unità mini in maniera compatibile con altri componenti in un circuito di sistema. E adattarle facilmente a diverse aree di utilizzo. La ricerca, pubblicata su PSS (testo in inglese), mostra un processo di produzione in cui i micro supercondensatori sono integrati attraverso ill modo più comune di produrre circuiti (noto come CMOS).
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“Abbiamo utilizzato lo spin coating, una tecnica fondamentale in molti processi produttivi. Questo ci permette di scegliere diversi materiali per elettrodi”, spiega il ricercatore. Il gruppo ha anche cambiato la ricetta ottenendo un prodotto finale dotato di una maggiore capacità d’accumulo.
Non solo. Il processo permette di produrre micro supercondensatori impiegando fino a dieci diversi materiali in un processo di fabbricazione unificato. Il che significa che le proprietà possono essere facilmente adattate a diverse applicazioni finali. “Il nostro metodo è scalabile e comporterebbe costi ridotti per il processo di produzione. Rappresenta un grande passo avanti nella tecnologia di produzione e un passo importante verso l’applicazione pratica dei micro-supercondensatori sia nell’elettronica di tutti i giorni che nelle applicazioni industriali”.
