La batteria del futuro? Sarà uno sticker adesivo, riutilizzabile e ricaricabile
Un team di ricercatori sudcoreani ha messo a punto un nuovo tipo di batteria basato su micro supercondensatori, sottile, adesiva, ricaricabile e riposizionabile, che darà vita ai dispositivi indossabili di domani, flessibili e in grado di adattarsi al nostro corpo e ai nostri movimenti.
In un futuro neppure troppo lontano i dispositivi diventeranno sempre più indossabili, flessibili e in grado di cambiare formato (si pensi ad esempio ai nuovi smartphone pieghevoli, anche se ancora agli inizi) o di adattarsi ai nostri corpi e ai nostri gesti, per essere sempre più pervasivi ma meno invasivi. Per realizzare tutto questo però è indispensabile che tutta la componentistica sia microscopica e flessibile, ad iniziare dalla batteria, componente cruciale per ogni dispositivo mobile. A questo ha pensato un team di ricercatori sudcoreani, che ha messo a punto un nuovo tipo di batteria basato su micro supercondensatori, sottile, adesiva, ricaricabile e riposizionabile, che darà vita ai dispositivi indossabili di domani.
Autori della ricerca sono Yoon Hana dell’Energy Conversion & Storage Materials Laboratory del KIER (Korea Institute of Energy Research), il professor Kim Young-Jin (dipartimento di ingegneria meccanica, Istituto avanzato di scienza e tecnologia della Corea) e il professor Kim Seungchul (Dipartimento di Ottica e Ingegneria Meccatronica presso l’Università Nazionale di Pusan. Il team ha sviluppato dei “micro-supercondensatori (MSC) – supercondensatori ultra sottili che stanno attirando molta attenzione da parte del mondo accademico in quanto più stabili e con maggiore potenza e densità di energia rispetto alle batterie al litio a film sottile.
Queste ultime infatti hanno cicli vitali assai brevi e pongono problemi di sicurezza come tutte le batterie al litio. I supercondensatori invece presentano numerosi vantaggi come elevata densità di potenza, fino a 10 volte superiore rispetto alle batterie agli ioni di litio, stabilità, efficienza ed elevata velocità di carica/scarica. Tuttavia, il loro ambito di utilizzo era limitato a poche aree a causa di una bassa densità di energia per singola carica. Gli MSC però hanno una densità di potenza significativamente maggiore rispetto alle batterie al litio e densità di energia simile o addirittura superiore e pertanto sono considerati un’alternativa valida per realizzare batterie ultra-sottili ad alte prestazioni.
Il team di ricerca ha sviluppato con successo MSC flessibili di tipo adesivo che possono essere attaccati ovunque su oggetti o superfici. Per realizzarli è stato utilizzato un tipo di grafene la cui struttura è resa altamente porosa tramite l’uso di laser a impulsi ultracorti. Quest’ultimo infatti fa evaporare istantaneamente l’umidità presente nel grafene, che per reazione si gonfia fortemente, diventando così particolarmente poroso. Questo spazio è stato poi riempito con composti polimerici, mentre l’esterno è stato rivestito con la dopamina, un neurotrasmettitore che ha notevoli somiglianze con i componenti essenziali delle proteine adesive prodotte da cozze e altri mitili.
Il team di ricerca congiunto tra KIER, KAIST, PNU, NTU ha completato le domande di brevetto sia in patria che all’estero e sta ora lavorando a ulteriori sviluppi come leader nella ricerca e sviluppo di materiali e dispositivi di accumulo di energia di prossima generazione.