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ENERGIA/ Un po’ di grafene fa rinascere le centenarie batterie di Edison

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Thomas A. Edison  Thomas A. Edison

Progettata da quel genio tecnologico di Thomas A. Edison agli inizia del 900 per alimentare i promettenti (!) veicoli elettrici, la batteria al Nichel-Ferro ha subito un rapido declino a metà anni 70. Oggi solo uno sparuto gruppo di aziende in Usa, Cina e Russia commercializzano simili modelli impiegati soprattutto per immagazzinare il surplus di elettricità prodotta dai pannelli solari e dai generatori eolici.

Edison, uno dei primi sostenitori della mobilità elettrica, ha iniziato la commercializzazione delle batterie al Nichel-Ferro nel 1901 e il loro utilizzo nelle auto elettriche è durato fino al 1920 circa. Le caratteristiche di lunga durata e affidabilità di queste batterie le ha rese una fonte molto diffusa per l’alimentazione di backup in campo ferroviario, nell’industria minerarie  e in altri settori, fin verso la metà del secolo scorso.

Edison aveva pensato alla soluzione nichel-ferro come alternativa economica alle corrosive batterie al piombo. Il loro design di base è costituito da due elettrodi: un catodo di nichel e un anodo di ferro, immersi in una soluzione alcalina; da notare che sia nichel che ferro sono elementi abbondanti sulla Terra e relativamente non tossici.

Sono batterie molto resistenti, ma presentano una serie di inconvenienti: una tipica batteria del genere può richiedere ore per ricaricarsi e anche il tasso di scarica è molto lento. Ora però dall’Università californiana di Stanford arrivano delle novità: un gruppo di chimici guidati da Hongjie Dai, ha considerevolmente migliorato la performance di questa centenaria tecnologia. Tra i risultati, pubblicati sull’ultimo numero di giugno di Nature Communications, il principale è un aumentato del tasso di carica e scarica di quasi 1.000 volte. La batteria al Nichel-Ferro che hanno realizzato è ultraveloce e può caricarsi totalmente in circa due minuti e scaricarsi in meno di 30 secondi. 

«Con queste alte prestazioni - dicono al Dipartimento di chimica a Stanford - dato il basso costo della batteria si potrebbe un giorno ridarle nuova vita utilizzandola per incrementare lo sviluppo dei veicoli elettrici, così come Edison originariamente previsto». 

Per migliorare la conducibilità elettrica degli elettrodi per molto tempo si è utilizzato il carbonio. La novità introdotta dal team di Stanford è stata il ricorso al grafene, questo materiale tuttofare che ormai sta spopolando sulla scena tecnologica con la sua capacità di presentarsi in fogli di carbonio di dimensioni nanometriche con un solo atomo di spessore  e di dar vita a multi-nanotubi ognuno composto da circa dieci fogli di grafene concentrici arrotolati.



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