Batterie al grafene: il futuro della tecnologia mobile

Grafene contro litio. Sono anni ormai che si cerca di sostituire la tecnologia che alimenta i nostri dispositivi per disporre di più autonomia e di batterie più longeve. Anni che vengono condotti studi sul grafene.

Il grafene, composto da un foglio di atomi di carbonio con struttura a nido d’ape, è un materiale scoperto nel 2004 dai russi Kostantin Novoselov e Andre Geim (scoperta che gli valse il nobel 10 anni dopo) e che deriva dalla graffite e di conseguenza dal carbonio.

Il materiale si è dimostrato 200 volte più resistente dell’acciaio e al contempo allungabile fino al 120% della sua lunghezza originale.

La particolare struttura ad esagono degli atomi di carbonio che lo compongono donano al grafene ottime qualità di conduzione elettrica (conduce meglio del rame) e termica oltre a flessibilità e peso ridotto candidandolo così a possibile sostituto del litio all’interno delle nostre batterie. Una batteria al grafene infatti presenterebbe diversi vantaggi rispetto a una classica unità agli ioni di litio. In primis troviamo tempi di ricarica molto più brevi. Difatti se nelle batterie al litio la ricarica avviene per lo spostamento degli ioni da un elettrodo all’altro (come spiegato in questo articolo) in quelle al grafene avviene grazie allo spostamento dei soli elettroni, di gran lunga più leggeri degli ioni di litio. Poi abbiamo una capienza maggiore della batteria grazie alla migliore capacità di immagazzinare l’energia del materiale. E a tutto ciò si aggiunge il fatto che una batteria al grafene non mostra segni di degradazione nemmeno dopo 30’000 ricariche a differenza di una classica batteria agli ioni di litio che già dopo 400 ricariche inizia a mostrare i primi segni di usura. Una batteria composta dallo speciale materiale in questione avrebbe una durata della vita 20 volte superiore rispetto ad una classica e questo è dovuto anche grazie alla capacità del grafene di tollerare temperature più elevate rispetto agli ioni di litio.

Secondo il famoso leaker Evan Blass, Samsung starebbe lavorando a uno smartphone dotato di batteria al grafene e potremmo presto vederlo in commercio (2020 o 2021?, Galaxy S11?). Effettivamente non ci è nuovo in quanto già nel 2015 la casa coreana riuscì a mescolare grafene e silicio raddoppiando la capacità di una normale batteria al litio e nel 2017 avrebbe mostrato una batteria al grafene col 45% in più di capacità e una velocità di ricarica ben cinque volte maggiore.

Anche l’Italia spinge sulla ricerca con la più grande fabbrica di grafene d’Europa a Como che utilizza un processo di esfoliazione brevettato dall’IIT (Istituto Italiano di Tecnologia) il quale tra l’altro ha presentato un prototipo di batteria composta da due fogli di grafene sovrapposti, due membrane porose dello spessore di un atomo e una membrana di polimeri imbevuta in sostanza elettrolita.

Il grafene grazie alle qualità di cui dispone si presenta come il perfetto sostituto del litio e può trovare applicazione in tutti gli ambiti della tecnologia mobile tra cui le auto elettriche. Infatti secondo indiscrezioni Henrik Fisker dovrebbe presentare il suo suv elettrico a fine 2019 con batteria al grafene e prezzo inferiore ai 40’000€. La batteria del mezzo dovrebbe garantire 200 km di autonomia con soli 9 minuti di ricarica su un’autonomia totale di 500 km.

fisker suv
Il suv elettrico di Henrik Fisker

Oltre ai vari vantaggi tecnici il grafene è molto vantaggioso anche dal punto di vista ambientale.

Essendo un derivato del carbonio infatti l’impatto ambientale della sua estrazione è pressoché nullo a differenza di quello del litio che richiede ingenti quantità d’acqua per essere estratto.

In fase di riciclo il litio si dimostra piuttosto inquinante così come il catodo (il polo positivo) delle batterie essendo questo composto di cobalto mentre il grafene non presenta complicazioni nel riciclo e gode di grande lavorabilità: con un solo grammo di sostanza si producono 2600 metri quadri di fogli di grafene.

L’applicazione del grafene ai nostri dispositivi quotidiani porterebbe grandi benefici all’utenza e all’ambiente permettendoci di ampliare l’uso che facciamo dei nostri device e portando una ventata di sostenibilità nel mercato tech.

Che il futuro della tecnologia mobile sia sempre più vicino?

 

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