Con l’ultima batteria strutturale sviluppata dalla Chalmers University of Technology (Svezia) siamo sempre più vicini al ritrovarci a breve delle batterie che, grazie al peso e al consumo più contenuto, possono davvero ridurre in maniera efficace l’impronta carbonica di mezzi e dispositivi elettronici.
Batterie strutturali, il futuro è nella fibra di carbonio
Riporta Eurekalert, un gruppo di ricerca dell’Università di Chalmers ha recentemente presentato un importante avanzamento nello sviluppo di batterie strutturali efficienti, che potrebbero trasformare radicalmente dispositivi come laptop, telefoni e veicoli elettrici.
Per chi non lo sapesse, una batteria strutturale è un materiale che non solo immagazzina energia, ma può anche sostenere importanti carichi, riducendo drasticamente il peso complessivo del prodotto. Come afferma la ricercatrice Richa Chaudhary a Eurekalert, la batteria funziona in modo simile a uno scheletro umano, svolgendo più funzioni contemporaneamente.
Nel caso della batteria al centro della ricerca del Chalmers, pubblicata su Advanced Materials, si tratta di una cella realizzata in fibra di carbonio composito. Grazie all’utilizzo della fibra di carbonio sia come elettrodo negativo che come elettrodo positivo, e al rivestimento con litio ferro fosfato, la batteria ha potuto raggiungere un ottimo livello di rigidità.
In particolare, il modulo elastico della batteria è passato da 25 a 70 gigapascal, il che significa che la batteria può sostenere carichi con la stessa efficienza dell’alluminio, ma con un peso notevolmente inferiore. Questo miglioramento rende la batteria il doppio più efficiente rispetto ai modelli precedenti, rappresentando un importante passo avanti verso l’uso commerciale.
Ancora qualche sfida prima della commercializzazione
La riduzione del peso nei veicoli è cruciale per diminuire il consumo energetico. Grazie alla batteria strutturale sviluppata dai ricercatori, i veicoli elettrici potrebbero aumentare la loro autonomia del 70% con una singola carica.
Nonostante i notevoli progressi, ci sono ancora sfide da affrontare prima che queste particolari batterie possano essere prodotte su larga scala per applicazioni commerciali. Basti solo pensare al fatto che a livello di densità energetica siamo ancora lontani dai livelli delle batterie al litio, che arrivano a 100–265 Wh/kg, mentre quella strutturale della Chalmers arriva a 30 WG/kg, comunque molto più densa rispetto a quella sviluppata a giugno.
Per questo le prime implementazioni potrebbero riguardare dispositivi come telefoni sottili quanto una carta di credito o laptop che pesano la metà degli attuali.
Per saperne di più su questo studio, vi consigliamo la lettura integrale del paper pubblicato su Advanced Materials.
Richa Chaudhary, Johanna Xu, Zhenyuan Xia e Leif E. Asp, Unveiling the Multifunctional Carbon Fiber Structural Battery, Advanced Materials (2024), DOI: 10.1002/adma.202409725
