Legno e stagno per nuove batterie al sodio

Legno e stagno per nuove batterie al sodio

Un gruppo di ricercatori dell'Università del Maryland studia l'abbinamento di fibre di cellulosa e stagno per realizzare particolari batterie di lunga durata

di Andrea Bai pubblicata il , alle 09:31 nel canale Scienza e tecnologia
 

Nuovo filone nel campo della ricerca sulle batterie: una scheggia di legno ricoperta di stagno potrebbe dare luogo ad una batteria piccola, durevole nel tempo, efficiente e amica dell'ambiente. Questo genere di batterie sono in grado, almeno sulla carta, di conservare una grande quantità di energia ma non possono stoccarla per lungo tempo: si tratterebbe quindi di batterie non indicate per applicazioni di elettronica di consumo ma più indirizzate verso lo stoccaggio di energia in particolari applicazioni, come ad esempio nelle centrali di produzione elettrica.

I componenti impiegati per la costruzione sono migliaia di volte più sottili di un pezzo di carta. I ricercatori hanno utilizzato il sodio invece del litio, con il risultato di realizzare un dispositivo molto più sostenibile dal punto di vista ambientale. Il rovescio della medaglia, come anticipato, sta nel fatto che il sodio non è capace di conservare l'energia con la stessa efficienza del litio, ma si tratta comunque di un materiale comune e dai costi bassi, ideale per conservare elevate quantità di energia.

Le batterie attuali sono realizzate su basi rigide, troppo fragili per poter sopportare la dilatazione e la contrazione che avviene nelle fasi di carica e scarica delle batterie, cioè quando gli elettroni vengono conservati e poi utilizzati. Il team di ricercatori coordinati da Liangbing Hu e Teng Li hanno individuato nelle fibre del legno un sostituto ideale, dal momento che sono abbastanza elastiche per sopportare gli stress meccanici per oltre 400 cicli di carica, collocandosi di diritto tra le più durevoli nanobatterie ad oggi studiate.

Liangbing Hu ha commentato: "L'ispirazione dell'idea deriva dagli alberi. Le fibre di cellulosa che trattengono l'acqua ricca di minerali sono ideali per conservare gli elettroliti liquidi e possono essere usati non solo come base ma anche come elemento attivo della batteria".

I ricercatori osservano che dopo aver caricato e scaricato la batteria centinaia di volte, il legno risulta essere corrugato ma intatto. I modelli simulativi studiati al computer hanno mostrato che le increspature delle fibre di cellulosa riducono lo stress durante la carica e la scarica, motivo per il quale la batteria può sopportare molti cicli.

"Il passaggio degli ioni sodio attraverso gli anodi di stagno indebolisce spesso il collegamento tra lo stagno ed il suo materiale di base. Le fibre di legno sono però sufficientemente flessibili da agire come tampone meccanico e assecondare le variazioni dello stagno. E' questo l'elemento chiave della durabilità delle nostre batterie agli ioni di sodio" ha dichiarato Teng Li.

15 Commenti
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TwinDeagle29 Giugno 2013, 18:23 #1
legno e stagno.. io ne sto studiando una a parmigiano e senape che si carica in un nano secondo e ha una potenza di miliardi di watt per cm cubo.. ed anche se la mia in realtà non esiste, ha molto in comune con tutte le batterie miracolose che vengono annunciate ovvero che non la vedremo mai
Balthasar8529 Giugno 2013, 19:54 #2
Originariamente inviato da: TwinDeagle
legno e stagno.. io ne sto studiando una a parmigiano e senape che si carica in un nano secondo e ha una potenza di miliardi di watt per cm cubo.. ed anche se la mia in realtà non esiste, ha molto in comune con tutte le batterie miracolose che vengono annunciate ovvero che non la vedremo mai

Ci son centinaia di ricerca in tal senso perché son un limite tecnologico le batterie attuali e chi troverà una soluzione migliore controllerà un mercato che ci si aspetta entro il 2020 farà fatturati da 20MILIARDI. Tradotto: "tu sarai ricco da far paura così come i figli dei tuoi figli dei tuoi figli."
Detto questo ogni centro di ricerca al Mondo fa le sue ricerche, sperimenta per trovare la soluzione migliore e pubblicizzano le loro ricerche e prospettive di sviluppo perché hanno bisogno di fondi.

Ora che ti ho spiegato un po' come funziona il Mondo cos'hai tu da lamentarti? C'è voluto più di un secolo per perfezionare una lampadina e renderla una invenzione commerciale, ci son voluti anni prima che qualcuno riuscisse a trasformare la gomma in un materiale utilizzabile (tramite la vulcanizzazione di Goodyear che mischiò la gomma con lo zolfo e scoprì il miracolo) e questo si ottiene con la sperimentazione.

Proprio non concepisco questi piagnistei da "voglio la pappa pronta", vai a studiare un po' di Storia chissà capisci un minimo che tutti i tuoi giocattoli sono frutto di ricerche durate anni se non secoli.


CIAWA
ribellee8529 Giugno 2013, 20:28 #3
speriamo quindi in soluzioni buon sia nel rispetto della natura che per noi appassionati anche di tecnologia, d'altronde la tecnologia è anche questo!!!
TwinDeagle30 Giugno 2013, 02:22 #4
Originariamente inviato da: Balthasar85
Ci son centinaia di ricerca in tal senso perché son un limite tecnologico le batterie attuali e chi troverà una soluzione migliore controllerà un mercato che ci si aspetta entro il 2020 farà fatturati da 20MILIARDI. Tradotto: "tu sarai ricco da far paura così come i figli dei tuoi figli dei tuoi figli."
Detto questo ogni centro di ricerca al Mondo fa le sue ricerche, sperimenta per trovare la soluzione migliore e pubblicizzano le loro ricerche e prospettive di sviluppo perché hanno bisogno di fondi.

Ora che ti ho spiegato un po' come funziona il Mondo cos'hai tu da lamentarti? C'è voluto più di un secolo per perfezionare una lampadina e renderla una invenzione commerciale, ci son voluti anni prima che qualcuno riuscisse a trasformare la gomma in un materiale utilizzabile (tramite la vulcanizzazione di Goodyear che mischiò la gomma con lo zolfo e scoprì il miracolo) e questo si ottiene con la sperimentazione.

Proprio non concepisco questi piagnistei da "voglio la pappa pronta", vai a studiare un po' di Storia chissà capisci un minimo che tutti i tuoi giocattoli sono frutto di ricerche durate anni se non secoli.


CIAWA


Ti posso dire, da studente di ingegneria elettronica e lavoratore in un gruppo di ricerca autofinanziato, che sò benissimo come funzionano le cose, e proprio per questo ti dico che le cose non vanno avanti perché non vogliono portarle avanti. Inoltre, hai portato degli esempi poco attinenti con la nostra era.. Il semplice creare una lampadina non valicava i problemi ben più grandi che c'erano dietro il suo utilizzo, ovvero una rete di distribuzione elettrica. Quando si arriva ad una conclusione, ovvero il prototipo X funziona o una ricerca porta ad un risultato, ci vogliono pochi anni per rendere il prodotto pronto per essere venduto, se qualcuno vuole quel prodotto. Ti basta vedere il tempo che ci vuole per trasformare un prototipo in oggetto pronto per il mercato in qualunque altro campo e capisci che nel campo delle batterie c'è qualcosa che non va. Sono davvero troppi anni che si tirano fuori nuove ricerche che magicamente scompaiono nel silenzio più totale. In conclusione, non è un problema di ricerca, il problema è che qualcuno non vuole nuove batterie e quindi nessuno investe.

P.S.: il rispetto nei forum è cosa assai gradita. Sarebbe meglio non mettersi in cattedra, perché magari, e io non mi ritengo tale, chi hai difronte è più preparato, esperto o vecchio di te. Se si vuole dire qualcosa, lo si fa nel rispetto, e mai ponendosi come maestro di vita portatore di verità assoluta.
Eress30 Giugno 2013, 05:47 #5
Originariamente inviato da: TwinDeagle
e proprio per questo ti dico che le cose non vanno avanti perché non vogliono portarle avanti

Su questo siamo d'accordo. La ricerca va avanti nei campi secondari, per esempio nanotecnologie e simili. Ma per le cose fondamentali come l'energia si preferisce lasciare tutto come sta.

Originariamente inviato da: TwinDeagle
P.S.: il rispetto nei forum è cosa assai gradita. Sarebbe meglio non mettersi in cattedra, perché magari, e io non mi ritengo tale, chi hai difronte è più preparato, esperto o vecchio di te. Se si vuole dire qualcosa, lo si fa nel rispetto, e mai ponendosi come maestro di vita portatore di verità assoluta.

Siamo d'accordo anche su questo.
Balthasar8530 Giugno 2013, 10:53 #6
Originariamente inviato da: TwinDeagle
[..]

Ci son centinaia di centri ricerca sparsi nel mondo che puntano ad ottenere qualcosa di più efficiente e stabile di una batteria li-ion, ricerche sulla "chiave di volta" delle nostre tecnologie presenti e future mi giustifichi la mancanza di risultati immediati con dei complotti da parte di "oscure forze" che nella realtà aspettano solo un segnale positivo da parte della ricerca per accaparrarsi una scoperta che funzioni. Alcune ricerche portano a sbocchi, altre son vicoli ciechi, è normale è uno schema che ripetiamo da millenni ed è normale che oggi si provino batterie con batteri, batterie flessibili, con il legno, a combustibile.. tante ricerche che puntano a qualcosa di nuovo. Le stesse batterie agli li-ion hanno fatto la ricchezza sfondata di Sony che per prima mise a frutto decenni di ricerche. Anche passare da batterie al litio a quelle agli ioni di litio si è dovuto aspettar quasi un secolo prima che le si rendesse commercialmente appetibili (ed anche sicure).
Si possono aver tutte le lauree tecniche di questo mondo o "lavoratore in un gruppo di ricerca" ma a quanto pare se non si conosce anche la Nostra Storia si corre sempre il rischio di cader in affermazioni banali.

P.S.
Se avessi parlato con argomentazioni serie avrei anche ribattuto in maniera diversa.. ma queste speculazioni alla Giacobbo se ne vedono sin troppe.


CIAWA
TwinDeagle30 Giugno 2013, 12:06 #7
Originariamente inviato da: Balthasar85
Ci son centinaia di centri ricerca sparsi nel mondo che puntano ad ottenere qualcosa di più efficiente e stabile di una batteria li-ion, ricerche sulla "chiave di volta" delle nostre tecnologie presenti e future mi giustifichi la mancanza di risultati immediati con dei complotti da parte di "oscure forze" che nella realtà aspettano solo un segnale positivo da parte della ricerca per accaparrarsi una scoperta che funzioni. Alcune ricerche portano a sbocchi, altre son vicoli ciechi, è normale è uno schema che ripetiamo da millenni ed è normale che oggi si provino batterie con batteri, batterie flessibili, con il legno, a combustibile.. tante ricerche che puntano a qualcosa di nuovo. Le stesse batterie agli li-ion hanno fatto la ricchezza sfondata di Sony che per prima mise a frutto decenni di ricerche. Anche passare da batterie al litio a quelle agli ioni di litio si è dovuto aspettar quasi un secolo prima che le si rendesse commercialmente appetibili (ed anche sicure).
Si possono aver tutte le lauree tecniche di questo mondo o "lavoratore in un gruppo di ricerca" ma a quanto pare se non si conosce anche la Nostra Storia si corre sempre il rischio di cader in affermazioni banali.

P.S.
Se avessi parlato con argomentazioni serie avrei anche ribattuto in maniera diversa.. ma queste speculazioni alla Giacobbo se ne vedono sin troppe.


CIAWA


Non so di quale storia parli, ma dall'uscita delle batterie a litio (intorno agli anni 70), la Sony ha impiegato solo 20 anni per rendere commerciali le batterie agli ioni di litio. Se guardiamo la storia possiamo notare che quasi tutte le batterie che utilizziamo ancora oggi sono state create tra gli anni 50/60 e gli anni 70/90, nel periodo del bum tecnologico dell'elettronica, periodo in cui le batterie servivano alla massa. Inoltre il mio non è complottismo. Il mio è un ragionamento logico basato non solo sul futuro, ma sul presente. Ti spiego il mio ragionamento, non basato su future batterie, ma sulla normale evoluzione commerciale di un prodotto che è totalmente mancata nelle batterie che usiamo oggi. Prendiamo, per esempio, le batterie agli ioni di litio. Perché, considerando la loro età, non hanno avuto il normale e rapido abbassamento dei prezzi che impone l'economia? Le batterie ormai vengono prodotte a volumi spaventosi ma vendute sempre a prezzi alti. Se il loro prezzo cala, i veicoli elettrici, per esempio, verrebbero acquistati da sempre più persone. Un veicolo elettrico di oggi, ha bisogno di una potenza per ricaricarsi che va dai 20 ai 43 Kwatt. Come alla nascita della lampadina, è impossibile commercializzarla alle mass perché non c'è un infrastruttura in grado di sostenerla. Per il cambio di mobilità da termico a elettrico, sarà necessario cambiare le linee elettriche, incrementare in maniera vertiginosa la produzione di energia e fornire una rete di approvvigionamento sufficiente. Ma le macchine elettriche sono ancora inavvicinabili, proprio a causa delle batterie. E qui non si tratta di stallo tecnologico, perché di tecnologie ne hanno trovate tantissime in questi anni. Si tratta del fatto che il sistema non è pronto neanche ad un calo di prezzo delle batterie moderne, figuriamoci tirar fuori una nuova tecnologia. In realtà non sono delle società cattive e oscure che decidono di bloccare le batterie, ma siamo noi che non siamo pronti all'impatto economico che queste potrebbero avere.
avvelenato30 Giugno 2013, 16:07 #8
Guarda Twin che la ricerca non è una crescita lineare ma è un percorso a labirinto.

Prendi ad esempio le batterie li-po. Quando ne lessi per la prima volta sembrava che dovessero soppiantare le li-ion in toto, poi però si sono resi conto che i loro vantaggi non compensavano gli svantaggi, e infatti le li-po sono sì commercialmente disponibili, ma attualmente usate solo in ambiti dove i vantaggi acquisiscono un'importanza chiave (es: modellismo, visto il basso peso).
Di tutte le ricerche che stanno facendo e di cui esistono prototipi non conosco di preciso quali siano i motivi per cui non è possibile passare dalla fare prototipale a quella industriale, bisognerebbe leggersi i paper relativi, io non ho la preparazione tecnica per comprenderli né la voglia per mettermi a curiosare, mi sembra più verosimile che non ci sia nessun GOMBLOTTO, perché se qualcuno fosse in grado di tirar fuori dal cilindro l'auto elettrica o l'auto ad aria funzionanti senza far rimpiangere le nostre carruole a scoppio, diventerebbe multimiliardario, avrebbe tutto l'interesse per farlo.
E invece... vedi la tesla, ad esempio. E' un'auto commercialmente disponibile ma le recensioni ne evidenziano in maniera chiara i limiti, che la rendono poco più di un giocattolo per ricchi (bel giocattolo, bisogna ammetterlo).
TwinDeagle30 Giugno 2013, 17:10 #9
Originariamente inviato da: avvelenato
Guarda Twin che la ricerca non è una crescita lineare ma è un percorso a labirinto.

Prendi ad esempio le batterie li-po. Quando ne lessi per la prima volta sembrava che dovessero soppiantare le li-ion in toto, poi però si sono resi conto che i loro vantaggi non compensavano gli svantaggi, e infatti le li-po sono sì commercialmente disponibili, ma attualmente usate solo in ambiti dove i vantaggi acquisiscono un'importanza chiave (es: modellismo, visto il basso peso).
Di tutte le ricerche che stanno facendo e di cui esistono prototipi non conosco di preciso quali siano i motivi per cui non è possibile passare dalla fare prototipale a quella industriale, bisognerebbe leggersi i paper relativi, io non ho la preparazione tecnica per comprenderli né la voglia per mettermi a curiosare, mi sembra più verosimile che non ci sia nessun GOMBLOTTO, perché se qualcuno fosse in grado di tirar fuori dal cilindro l'auto elettrica o l'auto ad aria funzionanti senza far rimpiangere le nostre carruole a scoppio, diventerebbe multimiliardario, avrebbe tutto l'interesse per farlo.
E invece... vedi la tesla, ad esempio. E' un'auto commercialmente disponibile ma le recensioni ne evidenziano in maniera chiara i limiti, che la rendono poco più di un giocattolo per ricchi (bel giocattolo, bisogna ammetterlo).


Si conosco le li-po, e a quanto ne so hanno come unico difetto la scarsa durata in cicli e l'alta resistenza interna. E anche qui, stiamo parlando di un oggetto tutt'altro che nuovo, che ha solo pochi anni di differenza con le batterie a ioni di litio, essendo una sua evoluzione. Il problema non sta tanto nel passare dalla fase prototipale allo studio del processo produttivo, ma all'acquisto dei brevetti, degli studi e dei prototipi da parte delle società costruttrici. Queste sono le notizie che io vorrei sentire. Per il problema del passaggio da termico a elettrico ho detto come la penso. Non abbiamo le infrastrutture. E anche se una società fa uscire una buona auto elettrica ( come la renault zoe) rimangono sempre i soliti problemi: con la tecnologia odierna, costi delle batterie cosi elevati che è preferibile affittarle al cliente, autonomia limitata a poco più di 100Km e costo della corrente per ricaricarle spaventoso, che necessita molto spesso di allacci alla rete ad alta potenza industriale, tutto a nostre spese. E trovare una nuova tecnologia di batterie, non risolverà di certo questi problemi che anzi, con l'aumentare delle prestazioni della batteria, andranno ad aggravarsi. Il mio ragionamento è dunque che le società non hanno intenzione, fino a quando le infrastrutture non miglioreranno, di investire seriamente su nuove tecnologie, rischiando di perdere denaro su prodotti che poi nessuno si potrà permettere, perché almeno io non mi posso permettere neanche le ioni di litio, al prezzo a cui stanno.
Balthasar8530 Giugno 2013, 18:11 #10
Originariamente inviato da: TwinDeagle
Non so di quale storia parli, ma dall'uscita delle batterie a litio (intorno agli anni 70), la Sony ha impiegato solo 20 anni per rendere commerciali le batterie agli ioni di litio.
[..]

In verità lo studio parte da lontano, le batterie agli ioni fanno la loro comparsa ad inizi '900. Le Li-ion non ricaricabili arrivarono negli anni '70 mentre quelle ricaricabili son arrivate ad inizio degli anni '90 perché "qualcuno" doveva studiare tutte le tecnologie per renderle stabili (vista la natura instabile degli elementi in gioco) e sicure. Tecnologie che hanno voluto 20 anni per essere sviluppate ed esser commercialmente vantaggiose.
Detto, questo Sony non ci ha impiegato 20 anni, si è fatta avanti quando ha visto che la ricerca era promettente ed ha permesso di completare il processo. E' così che funziona.

Se tu oggi scoprissi una batteria nuova e rivoluzionaria verresti ricoperto d'oro per la tua scoperta, sopratutto se parliamo del Santo Graal dell'epoca moderna, stiamo parlando di un mercato che tra qualche tempo toccherà i 20 MILIARDI di dollari l'anno!!

E mi vieni a dire che una Sony o una Duracell, una Varta o un qualunque produttore crea ostruzionismo perché ci ricava di più a divider un mercato così fondamentale con 200 competitors invece di diventar l'unico titolare di un ipotetico brevetto rivoluzionario?

Qui si parla di trovar un sostituto dell'olio di balena come combustibile, il primo che scopre il petrolio sarà il re del mondo e qui ci raccontiamo di complotti inverificabili? Non ti sembra minimamente assurdo il tuo ragionamento?


Se poi mi vieni a dire "Una Sony non sta investendo ingenti capitali in ricerca" ti posso dar ragione, ma quelli con i soldi arrivano quando c'è la possibilità certa di un investimento remunerativo, fin quando i tipi con la batteria a batteri (quella che mi ha più colpito) o quelli che usano il legno o acqua, non danno dimostrazione che qualcosa funziona i rubinetti son belli che chiusi.


Comunque siamo OT, io quel che dovevo dire l'ho detto, byebye


CIAWA

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