Grafene e acqua: una nuova strada per le batterie

L'impiego congiunto di due materiali ordinari, la grafite e l'acqua, potrebbe portare alla realizzazione di sistemi di stoccaggio dell'energia in grado di competere, in quanto a prestazioni, con le batterie agli ioni di litio ma capaci di ricaricarsi in brevissimo tempo ed avere un ciclo di vita pressoché infinito.

Sono i ricercatori del Dipartimento di Ingegneria dei Materiali della Monash University, coordinati dal dottor Dan Li, ad individuare un metodo per impiegare il grafene - un foglio di carbonio dello spessore di un atomo, derivato proprio dalla grafite - come base per la costruzione di dispositivi per lo stoccaggio di energia dalla rapida operatività: "Nel momento in cui saremo in grado di trattare adeguatamente questo materiale, potremo ricaricare il tuo smartphone in pochi secondi" ha dichiarato Li.

Il grafene, un materiale che da qualche tempo è al centro delle attenzioni di numerosi laboratori e accademie, avrebbe secondo Li interessanti potenzialità per applicazioni di stoccaggio dell'energia grazie alla sua stabilità chimica, alla elevata conducibilità elettrica e all'elevata area di superficie. Tuttavia Li spiega: "La ragione per la quale il grafene non è ancora stato impiegato in progetti di ricerca simile è rappresentata dal fatto che i fogli molto sottili tendono a ricompattarsi insieme formando la grafite quando vengono impilati in una macrostruttura utilizzabile. Nel momento in cui si riforma la grafite, viene persa una gran parte della superficie e tutte le proprietà del grafene".

Il gruppo di ricerca ha però trovato una strada per riuscire a conservare le proprietà dei fogli di grafene, utilizzando l'acqua. I ricercatori hanno così creato una sorta di gel che, grazie alla presenza dell'acqua, da' luogo a forze repulsive tra i fogli di grafene prevenendo i fenomeni di ricompattamento.

I ricercatori affermano che il gel di grafene, impiegato in dispositivi di stoccaggio di energia, supera in maniera significativa le prestazioni delle attuali tecnologie basate sul carbonio, sia in termini di quantità di carica stoccata, sia in termini di velocità di carica. Una simile tecnologia per lo stoccaggio di energia risulta interessante non solo per l'elettronica di consumo, ma anche per la realizzazione di sistemi di più ampia scala nel contesto delle energie da risorse rinnovabili, così come per la costruzione di veicoli elettrici più facilmente utilizzabili.

Restano comunque aperti alcuni interrogativi sui risultati di questa ricerca. Innanzitutto i ricercatori non hanno indicato per quanto tempo è possibile conservare la carica tramite il gel di grafene, in secondo luogo non è chiaro se in condizioni di basse temperature, che porterebbero al congelamento dell'acqua, il dispositivo possa essere ancora utilizzabile.