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La batteria ultra
Una tecnologia rivoluzionaria mantiene la promessa di ricaricare i gadget elettronici in pochi minuti, senza dover mai più sostituire una batteria e abbassando il costo delle auto ibride. In effetti, la tecnologia ha il potenziale per fornire un dispositivo di accumulo di energia dieci volte più potente persino delle ultime batterie delle auto ibride, mentre sopravvive al veicolo stesso.
La nuova tecnologia, sviluppata presso il Laboratory for Electromagnetic and Electronic Systems del MIT, dovrebbe migliorare gli ultracondensatori sostituendoli con nanotubi di carbonio, aumentando così notevolmente la superficie degli elettrodi e la capacità di immagazzinare energia.
Gli ultracondensatori, una versione truccata dei condensatori ampiamente utilizzati nell'elettronica, esistono da decenni. Sono noti per essere potenti, cioè in grado di assorbire e rilasciare rapidamente elettricità. Ma non possono immagazzinare molta energia, quindi la loro elettricità immagazzinata si esaurisce in pochi secondi. Di conseguenza, sono stati limitati ad applicazioni di nicchia, come fornire rapide esplosioni di potenza in alcuni autobus di transito ibridi.
Ora i ricercatori del MIT hanno scoperto quello che credono sia un modo per migliorare di parecchie volte la resistenza degli ultracondensatori, consentendo ai dispositivi di mantenere i vantaggi di potenza e longevità, immagazzinando al tempo stesso la stessa quantità di energia delle batterie utilizzate negli ibridi.
La quantità di energia che gli ultracondensatori possono contenere è correlata alla superficie e alla conduttività dei loro elettrodi. I ricercatori hanno aumentato la superficie di oltre un ordine di grandezza utilizzando nanotubi di carbonio, afferma Joel Schindall, professore di ingegneria elettrica al MIT e uno dei ricercatori del progetto. Un centimetro quadrato di piastra conduttiva quando rivestito con i nanotubi ha una superficie di circa 50.000 centimetri quadrati, rispetto ai 2.000 centimetri quadrati che utilizzano il carbonio in un ultracondensatore commerciale oggi. I nanotubi di carbonio altamente puri sono anche estremamente conduttivi, il che dovrebbe aumentare la potenza rispetto agli ultracondensatori esistenti, affermano i ricercatori.
La tecnologia potrebbe trovare applicazioni anche oltre gli ibridi. Gli ultracondensatori potrebbero consentire la ricarica di laptop e telefoni cellulari in un minuto. E a differenza delle batterie dei laptop, che iniziano a perdere la capacità di mantenere la carica dopo un anno o due, potrebbero funzionare ancora molto tempo dopo che il dispositivo è obsoleto. In teoria, non esiste alcun processo che richiederebbe la sostituzione dell'[ultracondensatore], afferma il professor John Kassakian, un altro dei ricercatori.
L'ostacolo principale che la nuova tecnologia dovrebbe affrontare non è tecnico ma economico. I nanomateriali sono probabilmente cento o mille volte più costosi, oggi, dei materiali che usiamo, afferma Michael Sund, portavoce di Maxwell Technologies, San Diego CA, un produttore di ultracondensatori commerciali. I mercati che serviamo sono abilitati al prezzo. Se il nostro prodotto immagazzinasse cento volte più energia, ma costasse cento volte di più, potrebbe non esserci alcun mercato per questo.
Tuttavia, i ricercatori del MIT sperano che nel tempo, e con l'aiuto delle economie di scala, si possano realizzare ultracondensatori a nanotubi allo stesso costo delle batterie.
Il prossimo passo è misurare le prestazioni di un dispositivo che utilizza i nanotubi di carbonio e far crescere i nanomateriali su un substrato flessibile che può essere arrotolato in un ultracondensatore su larga scala.