Nanotecnologie per incrementare l'autonomia delle batterie?

Nanotecnologie per incrementare l'autonomia delle batterie?

Il MIT sta sviluppando una particolare tecnologia che dovrebbe permettere, almeno sulla carta, di incrementare l'autonomia delle normali batterie

di pubblicata il , alle 11:25 nel canale Portatili
 

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

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28 Commenti
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FlatEric10 Marzo 2006, 11:32 #1
Ottima idea direi...finalmente i nanotubi di carbonio vengono sempre più utilizzati, e certe tecnologie si intravedono in un applicazione "comune" come le batterie in uno scope temporale abbastanza breve...arrivare a 100kW/kg è un ottimo traguardo direi, bisognerebbe anche capire quanto una batteria a condensatori sia veloce a ricaricarsi rispetto ad una a ioni di litio...e altro problema anche i costi di produzione, se raffinando le tecniche produttive si riuscisse a limitarli fortemente, si potrebbe pensare anche a campi automotive...
May8110 Marzo 2006, 11:46 #2
Grandioso, capacità del genere sono l'ideale abbinate a sistemi ibridi come le fuel cell a metanolo perchè con ingombri minimi riescono ad erogare molta potenza.

I sistemi a metanolo visti hanno un peso considerevole dovuto alle fuel cell visto che la carica di combustibile è dell'ordine dei 200cc, con una capacità tampone del genere sarebbe possibile avere una cella a combustibile sottodimensionata ( 15-20w dovrebbero bastare ) in modo da permettere un funzionamento low voltage quando il portatile non è alimentato, con la possibilità di usare per pochi minuti lettori dvd o quant'altro grazie alla capacità.

Per non parlare dele possibili applicazioni in ambito motoristico: con pochi Kg di ultracapacità è possibile recuperare l'intera energia di una macchina in fase di frenata...
Dox10 Marzo 2006, 11:51 #3
Non vedo aumenti di tempi di durata però, se si aspettano 100kW/kg e le attuali batterie toccano già i 300KW/Kg, in quanto ad autonomia mi sembrano già spacciate... oppure c'è un errore...

Penso però che la bonta del pregetto riguardi più che altro la velovita di ricarica della batteria , in effetti una batteria di questo tipo potrebbe ricaricarsi in poco tempo , diciamo 10 minuti e mantenere la carica per un ora e mezza..

poi bho... avevo già letto questo articolo in inglese e non ci avevo capito molto qui idem
AudioDE10 Marzo 2006, 11:53 #4
un condesatore normale ha un tempo di ricarica quasi istantaneo. Questo condensatore, a quanto ho capito, nulla ha di diverso da uno normale se non la superficie affacciata drasticamente aumentata grazie alla tecnologia a nanotubi. Mi viene da pensare che la corrente di carica debba essere limitata solo dalla potenza dissipabile durante i primi istanti di carica. Secondo me non dovrebbe andare oltre i 3-5 minuti.
Dox10 Marzo 2006, 11:56 #5
Grazie may81

Se viene usata come dici tu è effettivamente l'ideale, ma nel articolo sembrava di capire che dovesse essere un nuovo tipo di batteria del tutto indipendente...

molto interessante il dispositivo di frenata, in questo caso però l'enegia prodotta durante una frenata di un corpo di una tonnellata è davvero notevole non so se riuscirebbe a sopportare la velocità con cui viene generatal'elettricità.
Luca6910 Marzo 2006, 12:00 #6
Originariamente inviato da: Dox
Non vedo aumenti di tempi di durata però, se si aspettano 100kW/kg e le attuali batterie toccano già i 300KW/Kg, in quanto ad autonomia mi sembrano già spacciate... oppure c'è un errore...


Leggi bene: le batterie attuali sono da 300W/kg=0,3kW/kg a 1,5kW/kg mentre queste nuove batterie a condensatori dovrebbero fornire 100kW/kg!!
magilvia10 Marzo 2006, 12:02 #7
un condesatore normale ha un tempo di ricarica quasi istantaneo. Questo condensatore, a quanto ho capito, nulla ha di diverso da uno normale se non la superficie affacciata drasticamente aumentata grazie alla tecnologia a nanotubi. Mi viene da pensare che la corrente di carica debba essere limitata solo dalla potenza dissipabile durante i primi istanti di carica. Secondo me non dovrebbe andare oltre i 3-5 minuti.

Sono daccordo stavo per dirlo io
fantoibed10 Marzo 2006, 12:03 #8
A parte la potenza specifica (kW/kg) sarebbe interessante se riuscissero spingere un po' di più la capacità specifica (kWh/kg)...

Comunque la tecnologia sembra promettente. Anche alla Honda ci stanno lavorando: http://world.honda.com/FuelCell/FCX/ultracapacitor/
Dox10 Marzo 2006, 12:14 #9
Ops.. mi era sfuggito
pingalep10 Marzo 2006, 12:54 #10
leggevo su affari e finanza di repubblica che a sasso marconi(Bo) c' è l'azienda leader nella progettazione e realizzazione di supercondensatori, per sviluppo soluzioni automotive(insomma macchine)

ce l'abbiamo in italia, andiamo a supplicare batterie migliori!

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