Batteria al grafene: una notizia che è passata in sordina ma che potrebbe essere un’invenzione epocale che salverà l’ambiente e andrà a sostituire le batterie al litio. La batteria al grafene, leggera, flessibile e sottilissima, che permette di immagazzinare energia rinnovabile e usarla per ricaricare velocemente i dispositivi portatili.
Controindicazioni delle batterie al litio
- La poca sostenibilità nella sua estrazione, richiede immense quantità di acqua che spesso vengono sottratte alla popolazione che risiede nelle aree vicine, con di conseguenza un forte impatto negativo sociale ed economico.
- Il catodo che permette alla batteria al litio di funzionare è composto da cobalto, un materiale molto inquinante nel suo processo di smaltimento.
- Sfruttamento minorile nell’estrazione del cobalto indispensabile per le batterie al litio.
- Uno dei problemi principali delle batterie a ioni di litio è che si rovinano con il tempo.
- il prezzo della batteria al litio è aumentato del 60% in un anno e questo alimenta speculazioni economiche e sfruttamento.
Batterie al grafene: come funzionano
Le batterie al grafene invece vengono prodotte a partire dalla grafite. La produzione si basa su processi a basso costo e altamente scalabili (tecniche di filtrazione e stampa), compatibili con diversi materiali, dalle plastiche ai materiali tessili. E la più grande fabbrica d’Europa si trova a Como.
Le batterie realizzate con questo materiale sono state realizzate producendo il grafene in forma di inchiostri, tramite un processo di esfoliazione della grafite brevettato dall’IIT e grazie alla sovrapposizione di strati flessibili successivi: due fogli di grafite, due membrane porose a base di grafene (che hanno lo spessore di un atomo e dunque sono sottilissime) e una membrana polimerica bagnata da un elettrolita.
A questo punto si ottiene un dispositivo facilmente integrabile negli indumenti, che può essere avvolto da un rivestimento esterno realizzato con materiali resistenti all’acqua e lavabili.
Rispetto al litio, le batterie al grafene hanno la capacità di immagazzinare in tempi rapidissimi energia. Il che significa tempi di ricarica molto ridotti.
“Sono più veloci perché nelle batterie litio la carica è legata a ioni che devono migrare da un elettrodo all’altro, gli ioni litio sono pesanti e questa operazione richiede tempo. Nei supercapacitori al grafene invece, dipende solo dalla migrazione degli elettroni, che sono molto più rapidi”, dice Vittorio Pellegrini, direttore di IIT Graphene Labs.
Il futuro dell’energia elettrica
Ma i vantaggi non sono solo ambientali. Le normali batterie al litio presentano un tempo di ricarica elevato, in quanto gli ioni, molto pesanti, devono “migrare” da un elettrodo all’altro e ciò richiede tempo.
I prototipi di batteria al grafene finora presentati hanno evidenziato un tempo di ricarica di pochi minuti o addirittura secondi, come nel caso del prototipo di supercondensatore al grafene presentato dagli statunitensi della University of Central Florida, in quanto nelle batterie al grafene la ricarica è data dalla sola migrazione degli elettroni, molto più rapidi degli ioni di litio.
Un altro grosso problema delle batterie al litio è il loro ciclo di vita: dopo circa 800-1000 ricariche la normale batteria si esaurisce e già dopo 400 ricariche inizia a presentare segni di degradazione. Il fatto costituisce un problema non solo economico ma anche e soprattutto ambientale dato che le batterie esaurite vanno smaltite.
Le batterie al grafene finora testate, non hanno invece evidenziato alcun segno di degradazione, neanche dopo 30 mila cicli di ricarica completa, oltre ad avere una durata media della carica di venti volte superiore rispetto alle batterie al litio.
Il problema dei costi
Fonte articolo www.ilprimatonazionale.it
Leggi anche:
Il Grafene materiale ecologico dalle mille applicazioni per il futuro
Creata la prima batteria protonica al mondo senza litio
Dalla coltivazione della canapa si ricavano superbatterie migliori del litio
