Batterie di carta per l’auto elettrica grazie a nano fibre di silicio

I ricercatori della University of California hanno sviluppato un materiale simile alla carta in grado di aumentare l’energia specifica delle batterie agli ioni di litio

(Rinnovabili.it) – Le prestazioni delle batterie agli ioni di Litio sono uno degli elementi chiave per lo sdoganamento dell’auto elettrica da settore di nicchia a quello della mobilità diffusa. Alla sfida dettata dall’e-car ha voluto rispondere anche un team di ingegneri dell’Università della California di Riverside con un nuovo ritrovato della nanotecnologia: un materiale simile alla carta capace di aumentare l’energia specifica dei dispositivi al litio, vale adire la quantità di energia che può essere trasportata per unità di peso della batteria.

Quella che è già stata battezzata da molti come la nuova paper battery, traducibile con batteria di carta, si affida a nano fibre di silicio dalla consistenza spugnosa. Nella relazione “Towards Scalable Binderless Electrodes”, appena pubblicata sulla rivista Nature Scientific Reports, i ricercatori spiegano come convenzionalmente gli anodi delle batterie agli ioni di litio siano realizzati con un foglio di rame rivestito con una miscela di grafite, un additivo conduttivo e un legante polimerico.

Ma, poiché il rendimento di grafite ha raggiunto il suo limite pratico, la scienza sta tentando di reperire materiali nuovi per alzare le attuali prestazioni; i ricercatori stanno pertanto sperimentando altri materiali, come tra cui, per l’appunto, il silicio, che ha una capacità specifica, o carica elettrica per unità di peso della batteria, quasi 10 volte superiore alla grafite. Tuttavia silicio tende a degradare rapidamente la batteria quando si espande. Per risolvere il problema, il team californiano ha realizzato delle nanofibre spugnose utilizzando una tecnica nota come electrospinning e successiva vaporizzazione con magnesio.

La struttura di questo materiale, che ad occhio nudo somiglia molto alla carta, permette alla batteria di essere spenta e riaccesa centinaia di volte senza un degrado significativo. Inoltre la tecnica di produzione permette di scalare facilmente la tecnologia, realizzando dispositivi di energy storage che vadano bene per l’auto elettrica ma anche per i piccoli apparecchi elettronici portatili.