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Le batterie della prossima generazione saranno a base di zinco

Batteria zinco-aria

In questa terza rivoluzione industriale c’è una ricerca continua di fonti di energia pulite e semplici da usare. È innegabile che negli ultimi anni la tecnologia si sia evoluta di anno in anno, soprattutto per quel che riguarda l’elettronica portatile e gli smartphone. A pari passo con lo sviluppo di questi dispositivi è stato necessario riadattare in continuazione anche gli alimentatori di energia, ovvero le batterie. Siamo ormai abituati a considerare le nostre care batterie al litio le migliori in assoluto, con tempi di ricarica relativamente brevi e durate soddisfacenti. Tutto questo però potrà nuovamente cambiare con l’arrivo di nuovi e rivoluzionari prodotti.

Batteria a Litio di un notebook

Meno costose, meno inquinanti e più capienti

Queste sono le promesse che dichiara il team di ricerca che ha ideato un nuovo metodo per la costruzione di batterie a zinco-aria.

Le pile zinco-aria sono batterie costituite da zinco metallico e ossigeno proveniente dall’aria. Grazie all’abbondante quantità di zinco, queste batterie sono molto più economiche da produrre rispetto alle nostre amate batterie al litio. Inoltre, in teoria, queste nuove batterie dovrebbero riuscire a contenere fino a cinque volte più energia rispetto le batterie tradizionali.

Altro aspetto da non sottovalutare riguarda l’ambiente: i processi di costruzione e smaltimento di una batteria zinco-aria risultano essere molto più “eco friendly” rispetto a quelli della controparte al litio. Queste ultime rappresentano un pericolo per la salute umana e ambientale non indifferente, soprattutto per colpa dell’elettrolita contenuto al suo interno: secondo ricerche sviluppate anche in Italia, una esposizione a questo elettrolita può causare effetti negativi alla pelle o all’intestino. Per smaltire batterie con questa proprietà solitamente si adottano processi pirometallurgici o idrometallurgici.

La pubblicazione scientifica

La tradizionale batteria zinco-aria ha un difetto piuttosto grave per gli utilizzatori di smartphone: data la mancanza di elettrocatalizzatori in grado di ridurre e generare ossigeno durante le fasi di scarica e carica, ricaricare queste batterie risulta piuttosto complesso. Per questo motivo fino ad ora il tipo di pila zinco-aria non si è diffusa molto.

Batteria zinco-aria
Strati della batteria zinco-aria

La soluzione però è arrivata da un team di ricercatori dell’Università di Sydney, il quale ha ideato un metodo tri-fase per risolvere questo problema. Grazie a loro, quindi, presto potremo contare su batterie migliori. Tutti i dettagli sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Journal of Advanced Materials: “finora le batterie ricaricabili zinco-aria sono state costruite con metalli catalitici rari e costosi, come il platino e l’ossido di iridio. Al contrario il nostro metodo produce una famiglia di catalizzatori a basso costo e ad alte prestazioni”. È ciò che dice l’autore principale della ricerca, il professore Yuan Chen della facoltà di Ingegneria e Tecnologie Informatica dell’Università di Sydney.

Metalli e catalizzatori più economici

I ricercatori hanno ottimizzato le batterie già esistenti sostituendone i metalli e i catalizzatori con altri più moderni (economici e performanti), prodotti grazie a un accurato controllo della composizione, dimensione e cristallinità degli ossidi metallici più comuni sulla terra (ferro, cobalto e Nickel).

Batteria zinco-aria
Batteria zinco-aria

Secondo le prove effettuate in laboratorio dal secondo firmatario della ricerca, il dottor Li Wei, le batterie zinco-aria di nuova generazione hanno dimostrato una capacità di ricarica eccellente, con degradamenti della batteria al di sotto del 10% dopo 60 cicli di carica-scarica di 120 ore. “Stiamo risolvendo i problemi principali della tecnologia presente, realizzando batterie a metallo-aria più sostenibili ed efficaci”.

Insomma, la famiglia delle batterie continua ad allargarsi e a progredire. Dopo le batterie che si caricano con l’energia cinetica, quelle solari e quelle al litio, ecco che si aggiunge un membro più economico, veloce ed efficiente. Con le attuali batterie al litio siamo già in grado di alimentare per giorni congegni complicati come gli smartphone. La domanda, quindi, sorge spontanea: cosa riusciremo a mantenere acceso con le nuove batterie zinco-aria?