Batteria in grafene e alluminio in grado di ricaricarsi 60 volte più velocemente del litio

Fino ad ora, i progettisti di batterie potevano scegliere tra la densità energetica delle batterie al litio o l’enorme potenza erogata e la capacità di ricarica ultraveloce dei supercondensatori. Questi ultimi sono limitati dalla loro bassa densità di energia. Ma ora un gruppo di ricercatori ha pubblicato i risultati di un’indagine che ha permesso loro di progettare una batteria in grado di caricarsi 60 volte più velocemente del litio, ma con una densità di energia simile.

I risultati del lavoro dell’Australian Graphene Manufacturing Group, sono stati pubblicati e sottoposti a peer review dalla rivista Advanced Functional Materials, che ha concluso che le celle avevano “prestazioni eccezionali ad alta velocità (149 mAh g – da 1 a 5 A g – 1), superando tutti i materiali catodici AIB precedentemente testati.

La base di questo design a priori rivoluzionario sta nell’uso del grafene, che sono riusciti a realizzare dei fori in cui immagazzinare gli atomi di alluminio al suo interno. Un modo diverso di trattare una combinazione grafene-alluminio che viene seguita da un numero significativo di sviluppatori.

Grazie a questo sistema la densità energetica e la capacità volumetrica delle celle sale alle stelle rispetto ai lavori in corso, come quello condotto dalla Stanford University, che ha recentemente presentato un prototipo di ioni di alluminio e grafo naturale da 68,7 Wh / kg, mentre la sua schiuma di grafite raggiunge i 3.000 W / kg.

Da parte sua, il team australiano è riuscito a portare queste cifre tra 150 e 160 Wh / kg e 7.000 W / kg.

Il risultato con celle che da un lato possono caricare fino a 60 volte più velocemente di una convenzionale al litio. Qualcosa che nel caso di un dispositivo come un telefono cellulare consentirà di ricaricare la batteria in appena 1 minuto.

Ma le enormi possibilità non finiscono qui poiché queste batterie riescono anche a contenere la temperatura in modo estremamente efficiente. Il che si traduce nel poter fare a meno dei sistemi di raffreddamento che complicano la progettazione dei pacchi delle auto elettriche, e che attualmente consumano fino al 20% dello spazio dell’intera batteria. Un aspetto che inciderà anche sull’aspetto economico.

Come se non bastasse, i suoi progettisti hanno messo sul tavolo due aspetti chiave per questo promettente sviluppo. Ed è che il suo design non richiederà cambiamenti nel design delle celle o nelle linee di produzione delle batterie stesse. Possono essere ospitati nei formati attuali senza grossi problemi. Senza dubbio, un enorme incentivo per le aziende di fronte a un cambiamento così radicale.

L’altro problema è legato alla sostenibilità e alla geopolitica

Questa batteria non avrà bisogno di componenti costosi o esotici come il cobalto o il rame. Fondamentalmente è costituito da un foglio di alluminio, cloruro di alluminio e il liquido ionico è l’urea. Qualcosa che ridurrà la dipendenza dall’estrazione mineraria in Africa o nelle terre rare della Cina e che ne consentirà la produzione praticamente in qualsiasi parte del pianeta.

Aspetti che completa che possono essere facilmente riciclati al 100%. Una questione che permette di chiudere un circolo produttivo che ridurrà l’impatto ambientale della propria produzione.

Quando vedremo questa grande promessa avverarsi?

Questa è la grande domanda. Secondo i responsabili del progetto, in sei mesi si aspettano di avere i primi prototipi funzionali in formato bottone e un prototipo in borsa in 18 mesi. Qualcosa che permetterà loro di continuare in seguito con l’obiettivo di costruire una linea di produzione una volta che i clienti avranno convalidato il corretto funzionamento di questo nuovo tipo di batteria.