SchwartzReport del 26-12-2007

Traduzione a cura di Daniela Rita Mazzella

DAN STOBER – Rapporto Stanford

Un ringraziamento a Rick Ingrasci, MD.
I ricercatori della Stanford University hanno scoperto un sistema per utilizzare nanofili di silicio per reinventare le batterie ricaricabili agli ioni di litio che alimentano computer portatili, iPod, video camere, telefoni cellulari e numerosi altri apparecchi.

Il nuovo sistema, sviluppato attraverso una ricerca condotta da Yi Cui, assistente di scienza dei materiali e ingegneria, produce 10 volte la quantità di energia delle attuali batterie agli ioni di litio, note come Li-ion. Immaginate di poter lavorare per 20 ore consecutive al vostro computer portatile invece di appena 2: un vantaggio notevole per gli uomini d’affari.

“Non è un miglioramento di poco conto,” sostiene Cui. “Si tratta di qualcosa di rivoluzionario.”

La svolta è descritta in una rivista, “Migliori prestazioni degli anodi delle batterie di litio mediante nanofili di silicio,” pubblicata online il 16 dicembre in Nature Nanotechnology, curata da Cui con la collaborazione del suo studente Candace Chan e altri 5 studiosi.

La maggiore capacità di accumulare energia potrebbe accrescere l’interesse dei produttori di auto elettriche nei confronti delle batterie Li-ion. Esse potrebbero, inoltre, essere utili anche in ambito domestico o negli uffici per immagazzinare l’energia prodotta dai pannelli solari installati sui tetti.

“Se si considera la matura infrastruttura alla base del silicio, questa nuova tecnologia può essere rapidamente introdotta nella vita di tutti i giorni,” afferma Cui.

La capacità di una batteria Li-ion è limitata dalla quantità di litio che può essere trattenuta negli anodi della batteria, normalmente composta di carbonio. Il silicio possiede una capacità maggiore rispetto al carbonio, ma presenta anche uno svantaggio.

Il silicio all’interno della batteria aumenta poiché assorbe positivamente gli atomi di litio caricati durante la carica, per poi diminuire durante l’uso (ad esempio durante l’ascolto dell’iPod) poiché il litio viene tirato fuori dal silicio. Tale ciclo di espansione/riduzione solitamente determina la polverizzazione del silicio (spesso sotto forma di particelle o una sottile pellicola), diminuendo la prestazione della batteria.

La batteria di Cui risolve questo problema con la nanotecnologia. Il litio viene immagazzinato in una foresta di sottili nanofili di silicio, ciascuno con un diametro di un millesimo dello spessore di un foglio di carta. Quando i nanofili assorbono il litio, diventano 4 volte più grandi rispetto alla loro normale dimensione. Tuttavia, diversamente dalle altre forme di silicio, non si rompono.

Le ricerche relative al silicio nelle batterie risalgono a tre decenni fa.

Per i suoi esperimenti, Chan ha allungato i nanofili su una base di acciaio inossidabile, realizzando un’eccellente connessione elettrica. “Fu fantastico quando Candace mi disse che funzionava,” afferma Cui.

Cui dice che è stata presentata la proposta per un brevetto. Egli pensa alla formazione di un’azienda o un contratto con un’azienda produttrice di batterie.

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