Sviluppate nel 2007 dalla US Army, sono state riprese dall'Università di Goteborg che sta risolvendo le criticità per il loro impiego

Dall’Università di Goteborg arriva una nuova batteria strutturale in carbonio che usa questo materiale sia per gli elementi conduttori che per la struttura esterna. Questa tecnica costruttiva, conosciuta anche come “accumulo di energia senza massa”, permette di risparmiare peso proprio per il fatto che l’involucro esterno delle celle si sostituisce agli elementi portanti della batteria stessa.

La batteria, messa a punto dai ricercatori della Chalmers tekniska Högskola, sfrutta la capacità del carbonio di avere un’elevata stabilità meccanica e, allo stesso tempo, capacità di immagazzinare energia elettrica. La tecnologia non è nuova. I primi esperimenti di questo tipo furono svolti nel 2007 dallo US Army Research Laboratory. Ma ora sono stati fatti passi avanti decisivi.

Più densità, stessa rigidità

Il problema, fino ad oggi, riguardava il fatto che le batterie prodotte in questo modo non riuscissero a presentare contemporaneamente buone capacità meccaniche ed energetiche. 

È proprio su questo punto che i ricercatori svedesi potrebbero aver trovato la quadra. In collaborazione con la Royal Technical University di Stoccolma hanno presentato una batteria strutturale che dovrebbe offrire buone prestazioni per entrambi gli aspetti. La batteria ha una densità energetica di 24 Wh/kg, circa il 20% in più di prodotti attualmente disponibili realizzati con la stessa tecnologia, mantenendo ottimi valori di rigidità.

Nello specifico, la nuova batteria ha una struttura che adotta un elettrodo negativo in fibra di carbonio. Le fibre di carbonio sono legate al litio, in modo da poter immagazzinare energia. Poiché il carbonio è un buon conduttore, inoltre, non sono necessari altri materiali che agevolino il passaggio di elettroni come il rame o l’argento, il che riduce ulteriormente peso e costi del prodotto. L’elettrodo positivo, invece, è realizzato con un foglio di alluminio rivestito di fosfato di ferro e litio divisi da un tessuto in fibra di vetro.

Non solo auto

I ricercatori sono già al lavoro su un nuovo tipo di batteria in cui sostituire anche l'alluminio con del carbonio, in modo da aumentare ulteriormente rigidità e densità, adottando un separatore in fibra ultrasottile in grado di consentire cicli di ricarica più rapidi. Si pensa che questa versione sarà pronta tra due anni e che possa raggiungere una densità di 75 Wh/kg e una rigidità di 75 gigapascal, un valore pari a quello dell’alluminio.

Il professor Leif Asp, a capo del team di ricercatori, è convinto che entro pochi anni, grazie a questo tipo di batteria, si potranno produrre smartphone, laptop e biciclette elettriche dal peso dimezzato rispetto ai prodotti attuali. Non solo. A lungo termine queste batterie strutturali in fibra di carbonio potranno trovare applicazione anche su aerei elettrici e auto elettriche, e anche sui satelliti.