Le batterie tradizionali, rigide e inadatte all’utilizzo in ambienti marini come gli estuari, potrebbero presto lasciare il posto a una nuova tecnologia rivoluzionaria. Un team di ricercatori provenienti da diversi atenei cinesi ha creato una batteria tessile a forma di filo, in grado di funzionare anche in acqua salata. Una soluzione che potrebbe aprire nuove prospettive per le applicazioni marine.
La tecnologia delle batterie tessili
La tecnologia delle batterie tessili non è del tutto nuova nel settore energetico. Queste celle energetiche, realizzate con elementi filamentosi, possono essere lavorate a maglia o intrecciate in varie forme, rendendole flessibili e adattabili. Inoltre, sono progettate per essere leggere e spesso impermeabili all’acqua.
Tuttavia, il prototipo sviluppato dai ricercatori introduce un’innovazione fondamentale: l’utilizzo dell’acqua salata come elettrolita per la conduzione dell’energia, reso possibile da un elettrodo specificamente progettato.
Gli stessi ricercatori avevano precedentemente sviluppato una batteria del genere, a basso consumo d’acqua. Realizzata con fibra di carbonio e filato di cotone, la batteria utilizzava il sudore del corpo come elettrolita per i monitor da sforzo. Come il sudore, anche l’acqua di mare ontiene ioni sodio, cloruro e solfato, e può quindi fungere da elettrolita.
Da qui l’idea di progettare una versione marina di una batteria ricaricabile, simile a un filo, che potesse essere utilizzata per alimentare le luci delle reti da pesca, i giubbotti di salvataggio o le cime di ormeggio per le boe.
Una batteria tessile in fibre intrecciate
Descritta sulla rivista ACS Applied Materials & Interfaces, la batteria è composta da fibre intrecciate, avvolte in tessuti permeabili che permettono all’acqua salata di agire come elettrolita.
Per creare gli elettrodi, il team ha adoperato due fasci di fibra di carbonio composti da rivestimenti elettricamente conduttivi: esacianoferrato di nichel per l’elettrodo positivo (catodo) e poliammide per l’elettrodo negativo (anodo). Quindi i ricercatori hanno attorcigliato due fasci insieme per formare stringhe di catodo e anodo simili a filati. Per realizzare invece la batteria, i ricercatori hanno avvolto la stringa del catodo in uno strato di fibra di vetro, e poi l’hanno posata lungo l’anodo, racchiudendo infine entrambi i fili in un tessuto impermeabile.
Questo design innovativo consente alle batterie di funzionare anche dopo essere state immerse in acqua o sottoposte a ripetuti piegamenti. In più, la loro flessibilità e resistenza li rendono ideali per ambienti difficili e applicazioni dinamiche.
Efficienza e resistenza al top
Le prestazioni di questa batteria sono davvero notevoli. Dopo ben 4000 piegamenti, il prototipo è riuscito a mantenere intatta la sua capacità di accumulo energetico. Inoltre, durante i test effettuati in acqua marina, la batteria ha conservato gran parte della sua efficienza iniziale anche dopo 200 cicli di carica e scarica, confermando la sua affidabilità e resistenza in condizioni estreme.
Per dimostrarne ulteriormente l’efficienza, i ricercatori hanno creato una rete da pesca e un pezzo di tessuto rettangolare con questi fili. Come si può vedere dall’immagine sul sito ufficiale, la rete, immersa nell’acqua di mare, è stata utilizzata per accendere un pannello di 10 LED, mentre il tessuto ha alimentato un timer per oltre un’ora. Questo dimostra non solo la robustezza della tecnologia, ma anche la sua capacità di adattarsi a diverse applicazioni pratiche.
Infatti, questa tecnologia potrebbe trovare impiego in diversi ambiti marini: dalle luci su reti da pesca ai dispositivi di sicurezza su giubbotti salvagente o boe. Inoltre, il design leggero e flessibile permette l’integrazione con tessuti e strutture dinamiche, aprendo la strada a nuove applicazioni nell’industria tessile e della sicurezza.
