Nanotecnologie per incrementare l'autonomia delle batterie?

Nell'attuale scenario relativo ai computer portatili, l'autonomia della batteria sta diventando un elemento sempre più cruciale. Oggi esistono sul mercato sistemi notebook che mettono a disposizione sufficiente potenza di calcolo per poter svolgere senza grossi problemi i più disparati compiti. Tuttavia, almeno fino ad ora, non si è riusciti ad andare di molto oltre alle quattro ore di autonomia.

E' noto che da qualche anno grosse realtà del settore sono al lavoro per lo sviluppo e la realizzazione di batterie a celle di combustibile, che dovrebbero assicurare una maggiore autonomia operativa. Tuttavia, almeno fino ad ora, tali soluzioni paiono essere comunque fortemente limitate a causa delle dimensioni e del peso delle stesse.

E' proprio in questo settore che i ricercatori del MIT (Massachussets Institute of Technology) stanno esplorando nuove strade per estendere l'autonomia delle batterie. In particolare è allo studio una tecnica che prevede l'impiego di un dispositivo denominato "ultracapacitor" (ultracondensatore), già esistente e utilizzato per determinati compiti all'interno di alcuni apparecchi elettronici: ad esempio una radiosveglia può utilizzare un ultracondensatore per mantenere attive le funzionalità in caso di mancanza della corrente. Anche alcuni dispositivi Palm fanno uso di ultracondensatori per mantenere le informazioni all'interno del dispositivo qualora venga sostituita la batteria.

Un condensatore è definito come un componente elettrico in grado di immagazzinare al suo interno una certa quantità (dipendente dalle caratteristiche fisiche del condensatore stesso) di carica elettrica. Esso è costituito da una coppia di conduttori che vedono interposto tra essi uno strato di materiale isolante. La carica è immagazzinata sulla superficie dei conduttori, sul bordo a contatto con il materiale isolante. La quantità di carica immagazzinabile varia in stretta dipendenza con la superficie dei conduttori che costituiscono il condensatore. Gli ultracondensatori non sono altro che versioni "industrialmente rafforzate" dei condensatori tradizionali che tuttavia, per alcuni limiti logistici, sono in grado di immagazzinare una carica 25 volte inferiore a quella di una batteria agli ioni di litio di dimensioni confrontabili.

Il progetto del MIT è quello di impiegare le nanotecnologie per incrementare in modo considerevole la superficie dei conduttori, in particolare grazie all'utilizzo di nanotubi immersi in una griglia di atomi di carbonio.

Joel Schindall, professore presso il MIT per il Department of Electrical Engineering and Computer Science, ha dichiarato che una tecnica simile potrebbe permettere di realizzare ultracondensatori in grado, a parità di dimensioni, di contenere tanta energia quanta quella presente in una comune batteria chimica.

Gli ultracondensatori a nanotubi dovrebbero impiegare dai tre ai cinque anni circa per essere pronti all'utilizzo nei prodotti commerciali. Attualmente non è disponibile alcuna informazione relativa alla densità di potenza di questi ultracondensatori, ma i ricercatori credono di poter raggiungere una densità di circa 100 kW/kg, rispetto alle batterie agli ioni di litio che hanno densità di potenza comprese tra i 300W/kg e i 1,5kW/kg.

Fonte: Arstechnica