La batteria al grafene trasforma il calore ambientale in corrente elettrica

Ecco un'idea interessante per una batteria. La velocità termica degli ioni in soluzione acquosa è enorme: centinaia di metri al secondo a temperatura ambiente. Eppure poche persone hanno studiato questo processo o il suo potenziale per generare corrente.

Fai un passo avanti Zihan Xu alla Hong Kong Polytechnic University e alcuni amici che non solo hanno studiato questo processo, ma sembrano anche padroneggiarlo.

Questi ragazzi hanno creato un circuito costituito da un LED collegato a una striscia di grafene tramite un filo. Hanno semplicemente messo il grafene in una soluzione di cloruro di rame e hanno guardato. Abbastanza sicuro, il LED si accende. (In realtà, avevano bisogno di sei di questi circuiti in grafene in serie per generare i 2V necessari per far illuminare il LED ma ottieni l'immagine.)

Ecco cosa sta succedendo, secondo Zihan e co. Gli ioni rame, che hanno una doppia carica positiva, si muovono attraverso la soluzione ad una velocità di circa 300 metri al secondo grazie all'energia termica della soluzione a temperatura ambiente.

Quando uno ione si schianta contro la striscia di grafene, la collisione genera energia sufficiente per espellere un elettrone delocalizzato dal grafene.

L'elettrone ha quindi due opzioni: può lasciare la striscia di grafene e combinarsi con lo ione rame oppure può viaggiare attraverso la striscia di grafene e nel circuito.

Si scopre che la mobilità degli elettroni è molto più alta nel grafene rispetto alla soluzione, quindi l'elettrone sceglie naturalmente il percorso attraverso il circuito. È questo che accende il LED.

Gli elettroni rilasciati preferiscono viaggiare attraverso la superficie del grafene... invece di entrare nella soluzione elettrolitica. È così che è stata prodotta la tensione dal nostro dispositivo, affermano Zihan e co.

Quindi l'energia generata da questo dispositivo proviene dal calore ambientale. Questi ragazzi dicono che sono stati in grado di aumentare la corrente riscaldando la soluzione e anche accelerando gli ioni di rame con gli ultrasuoni. Affermano persino di aver tenuto in funzione la batteria al grafene per 20 giorni con nient'altro che il calore ambientale.

Ma c'è un importante punto interrogativo. Un'ipotesi alternativa è che una sorta di reazione chimica stia generando la corrente, proprio come in una normale batteria.

Tuttavia, Zihan e compagni affermano di averlo escluso con un paio di esperimenti di controllo. Tuttavia, questi sono descritti in alcuni materiali supplementari che non sembrano aver inserito nell'arXiv. Dovranno renderlo disponibile prima che altri prendano sul serio la richiesta, ovviamente.

Preso al valore nominale, tuttavia, questo sembra essere un risultato estremamente importante. Altri hanno generato corrente nel grafene semplicemente passandoci sopra dell'acqua in movimento, quindi non è davvero una sorpresa che anche gli ioni in movimento possano fare il lavoro.

Aumenta la prospettiva di batterie pulite ed ecologiche alimentate da nient'altro che dal calore ambientale. Come hanno detto modestamente Zihan e compagni: rappresenta un enorme passo avanti per la ricerca della tecnologia autoalimentata.

Speriamo abbiano ragione. Ma almeno per il momento, la giuria deve restare indecisa.

Rif: arxiv.org/abs/1203.0161 : La batteria al grafene autocaricante raccoglie l'elettricità dall'energia termica dell'ambiente

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