Una batteria a base di...sabbia per prestazioni tre volte superiori

Una batteria a base di...sabbia per prestazioni tre volte superiori

Dalla sabbia è possibile ricavare nanosilicio puro lavorando il quarzo: un ricercatore ha così realizzato un anodo per batterie agli ioni di litio ad alte prestazioni

di Andrea Bai pubblicata il , alle 16:01 nel canale Scienza e tecnologia
 

I ricercatori del Bournes College of engineering presso l'University of California Riverside hanno sviluppato una nuova batteria agli ioni di litio che supera di tre volte le prestazioni delle ordinarie batterie agli ioni di litio. L'asso nella manica? Usare della sabbia per costruire l'anodo.

L'idea è venuta a Zachary Favors, studente del Bournes College, durante una passeggiata sulla spiaggia. Egli ha infatti realizzato come la sabbia fosse composta sostanzialmente da quarzo, un materiale che risulta essere particolarmente promettente per lo sviluppo di batterie ad alte prestazioni.

La ricerca di Favors si è orientata verso il miglioramento delle caratteristiche dell'anodo, il polo negativo di una batteria, che viene comunemente realizzato impiegando la grafite. Questo materiale però è ormai arrivato al limite delle sue possibilità e non è più in grado di sostenere quelle esigenze di densità di carica e di energia che oggi e in futuro si riveleranno indispensabili per l'evoluzione del panorama elettronico.

Le attività di ricerca nel campo delle batterie si stanno muovendo su una strada che prevede l'impiego di silicio su nanoscala, che però risulta difficile da produrre in grandi quantità e può degradarsi velocemente. E' a questo punto che entra in gioco il quarzo, che altro non è che diossido di silicio.

Favors si è procurato della sabbia ad alta concentrazione di quarzo, che è stata sottoposta dapprima ad una lavorazione per portarne la granulometria nell'ordine dei nanometri ed in seguito ad una serie di processi di purificazione che hanno trasformato il suo colore dal marrone ad un bianco candido. Quanto ottenuto è risultato simile, per colore e aspetto, allo zucchero a velo.

La polvere di quarzo purificata è stata sottoposta ad un ulteriore processo: dapprima miscelata con sale e magnesio (presenti disciolti in grandi quantità nell'acqua marina) e quindi riscaldata. Il sale ha assorbito il calore, permettendo al magnesio di legarsi con le particelle di ossigeno presenti nel quarzo. Favors ha così ottenuto una polvere di silicio puro, per di più nanoscopico.

Ma c'è di più: il silicio risultante mostra una struttura porosa, come fosse una spugna, caratteristica altamente desiderabile per la realizzazione di un anodo per batteria, e proprio ciò che ha consentito di triplicare le prestazioni - dati alla mano dai primi test di laboratorio effettuati - rispetto alle batterie odierne.

"E' il sacro graal: una maniera economica, non tossica e amica dell'ambiente per produrre anodi ad alte prestazioni per le batterie agli ioni di litio" ha commentato Favors. I ricercatori stanno ora lavorando ad un metodo per produrre il nanosilicio su larga scala, partendo dalla polvere di quarzo, e per realizzare batterie simili a quelle presenti negli smartphone di oggi.

13 Commenti
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acerbo10 Luglio 2014, 16:10 #1
da qui a breve batterie da 9000mAh negli smartphone e da 25.000mAh nei tablet?
Personaggio10 Luglio 2014, 16:30 #2
E' la prima ricerca che leggo su queste pagine e che vedo realizzabile in tempi brevi.
sbudellaman10 Luglio 2014, 16:44 #3
Ne sento tante di queste ricerche... ma molte rimangono tali, almeno per tanti anni, prima di divenire realtà. Spero che questa prenda piede perchè se c'è qualcosa in più che gradirei nello smartphone è proprio la durata (quanto a potenza oramai ce n'è in abbondanza)... ma non solo, nelle auto elettriche peso e costo delle batterie la fanno da padrona, sarebbe una manna dal cielo.
qboy10 Luglio 2014, 16:47 #4
come sopra, tante ricerche ma pochi fatti
bluv10 Luglio 2014, 17:05 #5
ecco il nesso con quella pubblicità in cui si inseriva la spina direttamente nella sabbia
Cappej10 Luglio 2014, 17:24 #6
si... campa-cavallo...
gomax10 Luglio 2014, 17:31 #7
http://www.businessmagazine.it/news...irus_49715.html

http://www.businessmagazine.it/news...erie_37775.html

http://www.hwupgrade.it/news/portat...rivo_29272.html

E mò anche la sabbia... Se tutte queste tecnologie fossero abbastanza economiche per la produzione su larga scala, adesso dovrei avere in tasca uno smartphone con un'autonomia di un quarto di secolo

Ciao
sbudellaman10 Luglio 2014, 18:12 #8
Infatti tutto fumo e niente arrosto...
Lagash10 Luglio 2014, 21:32 #9

non per fare dell'allarmismo ma

leggendo queste quattro frasi:

"il quarzo, che altro non è che diossido di silicio"

"permettendo al magnesio di legarsi con le particelle di ossigeno presenti nel quarzo"

"Favors ha così ottenuto una polvere di silicio puro, per di più nanoscopico"

"non tossica e amica dell'ambiente"

non riesco a non pensare al crisotilo (in pratica l'amianto)... che altro non è che un minerale composto da ossidi di silicio e magnesio... si sa che il pericolo delle fibre è legato più che altro alla struttura, in questo caso viene volontariamente prodotto in dimensioni nanometriche e il fattore di rischio s'impenna.

Però non ho indagato oltre questo articolo, magari hanno un processo produttivo rivoluzionario che assicura l'assenza di fibre/nanotubi/nanoribbon ecc ecc...
Zenida10 Luglio 2014, 21:59 #10
Originariamente inviato da: bluv
ecco il nesso con quella pubblicità in cui si inseriva la spina direttamente nella sabbia


Winner!!!

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