Sapere Scienza

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Lunga vita all'anodo

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Uno dei maggiori difetti dei nuovi, enormi smartphone è la scarsa durata della batteria. Un inconveniente che potrebbe essere presto un ricordo, grazie al lavoro di alcuni ricercatori del Materials and Surface Science Institute della University of Limerick (Irlanda) che hanno più che raddoppiato la capacità delle batterie agli ioni di litio e aumentato la loro vita di carica/scarica di oltre mille volte grazie a un nuovo componente: un anodo a base di nanofili di germanio (un semiconduttore).

 

Le batterie: un mercato da miliardi di dollari

I grandi schermi degli smartphone pretendono molta energia e alcune applicazioni, che richiedono la continua ricerca di connessione, partecipano famelici a questo “banchetto”. Risultato: a fine giornata, ma anche prima se abbiamo fatto o ricevuto telefonate, la batteria è già in riserva. Si stima che le batterie ricaricabili, nel 2020, muoveranno un mercato da 54 miliardi di dollari (oggi ne vale “solo” 12). I nanofili di germanio sperimentati dagli scienziati irlandesi servono per collegare varie parti all’interno di un circuito elettronico e hanno un diametro di pochi miliardesimi di metro. Le attuali batterie ricaricabili a ioni di litio invece sono basate sulla grafite (cioè carbonio) e hanno lo svantaggio di non poter accumulare molta energia. La difficoltà che precludeva l’uso del “potente” germanio era che, durante la carica della batteria, questo materiale tende a espandersi e contrarsi, rompendosi dopo pochi cicli. Questo inconveniente è stato superato grazie alla lavorazione che lo ha portato a dimensioni nanometriche (un nanometro corrisponde a un milionesimo di millimetro, ossia circa un decimillesimo del diametro di un capello).

 

Batterie per portatili che durano anche 20 ore 

Ma questa non è l’unica alternativa. I fisici della Stanford University (California) al posto del germanio hanno usato nanofili di silicio, il semiconduttore che è alla base dell’industria elettronica. I fili di silicio durante l’uso di un apparecchio (per esempio mentre si ascolta musica da un mp3) assorbono gli ioni litio (il flusso di ioni è alla base del funzionamento della pila) e si gonfiano fino a quattro volte la loro normale dimensione ma non si rompono. Insomma presto avremo portatili che potranno essere usati fino a 20 ore consecutive, cellulari più affidabili e perfino batterie portatili da utilizzare su auto elettriche.

Monica Marelli

Fisica, giornalista freelance e autrice di numerosi libri di divulgazione scientifica.


www.monicamarelli.com

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