Gli ingegneri della Cornell Univeristy hanno messo a punto una batteria agli ioni di litio in grado di ricaricarsi in meno di 5 minuti. In pratica, più velocemente di qualsiasi altra batteria al momento presente sul mercato.
Ansia da autonomia addio, dunque, come spiega Lynden Archer, professore del College of Engineering dell'università con sede a Ithaca, nello stato di New York, e supervisore del progetto.
“La paura di trovarsi senza energia o essere costretti a lunghe soste alla colonnina per raggiungere la meta designata rappresenta il più grande ostacolo alla diffusione delle auto elettriche. Ora però abbiamo indentificato un modo per ricaricare le batterie ad altissima velocità”.
Ricarica rapida significa batterie più piccole
Archer continua: "Se riesci a ricaricare in cinque minuti, allora puoi usare un’auto a zero emissioni con maggiore tranquillità. Non solo: non avrai più bisogno di batterie enormi, che ti garantiscano 500 km di autonomia. Potrai accontentarti di qualcosa di più piccolo, perché tanto ricaricherai in pochi minuti. Questo, si sa, porterebbe vantaggi in termini di costi e di peso".
Ma come si arriva allo scenario illustrato dal professore statunitense? La risposta a questa domanda si trova nell’articolo scritto dal gruppo di ricerca, dal titolo "Ricarica rapida e conservazione a lunga durata nelle batterie al litio", pubblicato sulla rivista scientifica Joule. L'autore principale è Shuo Jin, dottorando in ingegneria chimica e biomolecolare.
Un'auto elettrica in sosta alla colonnina di ricarica
Il segreto sta nell’indio
“Le batterie agli ioni di litio sono tra i mezzi più diffusi per alimentare veicoli elettrici e smartphone – dice Jin –. Sono relativamente leggere, abbastanza affidabili e anche sufficientemente efficienti dal punto di vista energetico. Tuttavia, impiegano ore per caricarsi e non hanno la capacità di gestire grandi picchi di corrente. Utilizzando l’indio si può ovviare a questo limite”.
L’indio, elemento chimico con numero atomico 49 è un metallo tenero con caratteristiche simili ad alluminio e zinco e che ha una certa radioattività, per quanto talmente bassa che non è considerata pericolosa. L’indio ha due caratteristiche interessantissime usato per l’anodo di batteria:
- Offre una barriera energetica di migrazione estremamente bassa, che permette agli ioni di muoversi con grande velocità.
- Ha una modesta densità di corrente di scambio, correlata alla velocità con cui gli ioni vengono ridotti nell'anodo.
La combinazione di queste qualità è essenziale per la ricarica rapida e lo stoccaggio di lunga durata.
Problemi irrisolti
“Peccato che l’indio sia molto pesante - commenta Archer -. Questo sulle auto elettriche rappresenta un problema. Però, proprio i risultati ottenuti con questo metallo indicano una strada da percorrere per le batterie del futuro. Sfruttando nuovi metodi di ricerca, magari legati all’intelligenza artificiale, si possono trovare materiali con le stesse caratteristiche chimiche ma dal peso minore”.
Quali sono i pro e quali i contro?
Batterie a ricarica ultrafast