Una nuova ricerca per batterie di maggior capacità

Una nuova ricerca per batterie di maggior capacità

L'Oak Ridge National Laboratory individua un nuovo materiale che ben promette in chiave futura per la realizzazione di batterie dalla maggior capacità e dal minor tempo di carica

di pubblicata il , alle 14:07 nel canale Scienza e tecnologia
 

I ricercatori dell'Oak Ridge National Laboratory hanno individuato un nuovo materiale idoneo alla realizzazione di elettrodi di batteria che, almeno sulla carta, permetterebbe di realizzare soluzioni di maggior potenza, densità e sicurezza e con un tempo di ricarica sensibilmente inferiore rispetto alle tecnologie attuali.

Hansan Liu, Gilbert Brown e Paran Paranthaman, della divisione Chemical Sciences del laboratorio del Dipartimento dell'energia dell'ORNL, hanno individuato il diossido di titanio come materiale in grado di incrementare considerevolmente la superficie di scambio, grazie alla realizzazione di una particolare struttura chiamata "mesoporous TiO2-B microspheres". La nuova struttura, in particolare, è caratterizzata dalla presenza di una serie di pori e canali che permettono un libero flusso di ioni con dinamiche simili a quelle che si verificano in un condensatore.

Rispetto alle tecnologie convenzionali, le differenze nei tempi di ricarica e nella capacità sono impressionanti. Liu ha commentato a tal proposito: "Possiamo caricare una batteria al 50% della sua capacità in sei minuti, laddove una comparabile batteria tradizionale agli ioni di litio riuscirebbe a caricarsi del 10% appena".

Il composto messo a punto dai ricercatori dell'ORNL permette inoltre di incrementare la capacità di carica rispetto al lithium titanate utilizzato commercialmente, dai 165mAh ai 256mAh per grammo, ed una tensione di scarica graduale idonea per il monitoraggio della carica. Il materiale rappresenta pertanto una valida alternativa, tra l'altro molto sicura e dalla maggiore durata, rispetto ai materiali in grafite utilizzati normalmente per la produzione di batterie. Le applicazioni d'elezione sono quelle relative allo stoccaggio energetico, come nelle centrali solari ed eoliche e nei veicoli ibridi.

Paran Paranthaman ha sottolineato come, sebbene la particolare forma del materiale consenta di fabbricare elettrodi compatti, il processo di produzione del materiale è comunque complesso e richiede molti passi: la ricerca verterà a questo punto sui metodi più idonei per poter rendere la produzione adatta alle economie di scala.

11 Commenti
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Faster_Fox09 Settembre 2011, 14:15 #1
ormai queste news su fonti di energia alternative/batterie super efficienti sono diventate cicliche...ma poi queste tecnologie nella vita reale si vedono poco e niente
h4xor 170109 Settembre 2011, 14:38 #2
Originariamente inviato da: Faster_Fox
ormai queste news su fonti di energia alternative/batterie super efficienti sono diventate cicliche...ma poi queste tecnologie nella vita reale si vedono poco e niente


Stavo per scrivere la stessa cosa.....
cavolo quanto ci vuole per immettere sul mercato cose innovative, si è troppo radicati a tecnologie ormai obsolete, come le pile alcaline .-.
Fairchild09 Settembre 2011, 15:19 #3
Mia mamma sta mettendo a punto una nuovissima cella super efficente utilizzando la cassoeula ; una volta esaurita potrà essere riutilizzata come gustoso snack

Link ad immagine (click per visualizzarla)

Entrata in produzione : 1Q2015

PS : questa notizia è più fondata di quelle pubblicate dalla redazione
nico_198209 Settembre 2011, 16:30 #4
Originariamente inviato da: Faster_Fox
ormai queste news su fonti di energia alternative/batterie super efficienti sono diventate cicliche...ma poi queste tecnologie nella vita reale si vedono poco e niente

Che dire? In Italia probabilmente siamo così disabituati ai concetti di ricerca ed innovazione che se qualcosa non si concretizza/monetizza il giorno dopo è automaticamente fuffa XD
Servono anni e parecchi investimenti per passare da una ricerca ad una prodotto proponibile al pubblico, eppure miglioramenti più che sensibili sia nella durata della batteria che nella riduzione dei tempi di caricamento di dispositivi elettronici sono sotto gli occhi di tutti, anche se magari non vengono marchiati sulle brochure con definizioni catchy che saltano agli occhi.

questa notizia è più fondata di quelle pubblicate dalla redazione

Sempre più interessante della giornaliera speculazione sulla forma del microfono del prossimo iPhone, anche se quest'ultima genera discussioni più divertenti :P
lucusta09 Settembre 2011, 16:56 #5
in realta' molte ricerche sulle celle energetiche si fermano allo stadio iniziale esclusivamente perche' non hanno i requisiti per entrare in un ciclo produttivo.
fare ricerche con una microcella (la maggior parte dei prototipi sara' massimo 1cmx1cm) puo' dare dei risultati esaltanti, riproporli poi in una cella che ha almeno 200-400Ah e non 200mAh, perche' per i pacchi per autortazione si parla di questi tipi di elementi, che sia economicamente fattibile e sicura e' un'altra questione.
alla fine un guadagno della capacita' specifica di pochi punti percentuali, a scapito magari dei cicli di vita utile, non compensano l'esborso di denaro da investire ed il confronto con le vecchie tecnologie...

l'elettrodo di una cella litio non e' null'altro che una striscia di materiale conduttivo isolata su una faccia, mentre sull'altra c'e' il sale di litio; si fa' un sandwich e si arrotola.
l'aumento della superficie attiva dell'elettrodo e' il primo traguardo di una ricerca, ma dev'essere superficie attiva, capace di veicolare elettroni con gli ioni di litio; incrementrare la superficie con un composto che e' poco elettroconduttivo non ha molto senso...
SuperMater09 Settembre 2011, 17:35 #6
le batterie a nanoparticelle della a123 esistono e vengono commercializzate da molto tempo, peccato che "only a few" le conoscono ...
lucusta09 Settembre 2011, 19:34 #7
con le batterie A123 puoi fare un dragster, una moto elettrica da competizione, ma non certo un pacco batterie per un'auto elettrica.
la loro capacita' e' di molto inferiore al minimo necessario (sono da
4.4Ah); ne servirebbero 1000 per un pacco minimo per un'auto, ma anche 1000 BMS (le schedine per il bilanciamento di carica), ed un telaio adeguato per sistemarle; cose che fanno risultare la loro alta carica specifica ben inferiore rispetto al reale.

su un mezzo da competizione i bilanciatori non li metti proprio (a costo di smontare il pacco e caricare le singole celle), e i telai sono costruiti specificatamente per integrarsi con quello strutturale, copartecipando alla rigidita' di quest'ultimo...

una cella adatta deve avere dai 200 ai 500Ah.

e poi hai visto quanto costano?
winebar10 Settembre 2011, 01:24 #8
Originariamente inviato da: lucusta
in realta' molte ricerche sulle celle energetiche si fermano allo stadio iniziale esclusivamente perche' non hanno i requisiti per entrare in un ciclo produttivo.
fare ricerche con una microcella (la maggior parte dei prototipi sara' massimo 1cmx1cm) puo' dare dei risultati esaltanti, riproporli poi in una cella che ha almeno 200-400Ah e non 200mAh, perche' per i pacchi per autortazione si parla di questi tipi di elementi, che sia economicamente fattibile e sicura e' un'altra questione.
alla fine un guadagno della capacita' specifica di pochi punti percentuali, a scapito magari dei cicli di vita utile, non compensano l'esborso di denaro da investire ed il confronto con le vecchie tecnologie...

l'elettrodo di una cella litio non e' null'altro che una striscia di materiale conduttivo isolata su una faccia, mentre sull'altra c'e' il sale di litio; si fa' un sandwich e si arrotola.
l'aumento della superficie attiva dell'elettrodo e' il primo traguardo di una ricerca, ma dev'essere superficie attiva, capace di veicolare elettroni con gli ioni di litio; incrementrare la superficie con un composto che e' poco elettroconduttivo non ha molto senso...


Guarda che nell'articolo si parla di un aumento che va dai 165 ai 245 mAh rispetto alle batterie al litio tradizionali, non di capacità in un determinato spazio
lucusta10 Settembre 2011, 09:09 #9
ragazzo mio, devi leggere con piu' attenzione e sopratutto capire quello che leggi: dai (precedenti) 165 (delle vecchie litio titanio) ai 245 mAh (delle nuove) PER GRAMMO.
questo dato (capacita' su peso) e' definita carica specifica, ed in realta', per una cella di seconda specie (ricaricabile) e', tra' l'altro, poco indicativo, in quanto bisogna anche conoscere la minima carica residua dell'elemento per non mandarlo in una situazione in cui non e' piu' possibile ricaricarlo (cut off) o per cui il degrado apportato riduce troppo sensibilmente le possibilita' di ricarica (cicli di ricarica).

nelle litio per elettronica normale questo valore e' circa il 15% della carica nominale, per ottenere dai 200 ai 300 cicli di ricarica;
in un autoveicolo non puoi permetterti solo 300 icli di ricarica, ma ne servono almeno 1000-2000 (che, a seconda della capacita' totale del pacco e dell'uso che se ne fa' fanno in modo di mantenere il pacco funzionale per almeno 10 anni, la vita media di un autoveicolo).
per ottenere quei valori il cut off dev'essere impostato al 25% della carica residua.
per celle a "carica veloce", che non sono una novita', il cut off e' generalmente al 40% della carica residua (in quanto nelle condizioni di scarica profonda conviene fornire energia molto lentamente, come in condizione di quasi carica totale); si parla quasi sempre del 50% di carica ottenuto in tempi rapidi, ma non ti indicano se 50% nominale o reale; e' differente.
se avessi una cella a carica veloce di 1000Wh nominali, il suo valore di carica reale sarebbe 600Wh, e la sua carica veloce al 50% sarebbe di 300Wh in pochi minuti (ossia il 30%del valore nominale, che e' ben diverso), senza contare che una litio e' sempre meglio ricaricarla fino al voltaggio massimo (che per questi elementi si attesta su 4,20-4,35v), per non degradarla velocemente.
dai 700Wh ai 1000Wh spenderai un tempo proporzionalmente piu' elevato, in quanto non puoi caricare a 0,5C (questo e' il valore di ricarica medio di una normale litio).

se non ti danno tutti i dati, con i grafici di carica, raffrontati ai costi effettivi, non si puo' assolutamente dire se ne vale la pena o meno di mettere in produzione questa tecnologia.
potrebbe costare troppo in confronto al fatto di avere una carica specifica reale inferiore a quelle tradizionali, una vita media di cicli inferiore a quella utile per l'applicazione, ad un costo superiore ai classici elementi che sono gia' ora sul mercato, quindi sarebbe invendibile.
Baboo8512 Settembre 2011, 10:24 #10
Originariamente inviato da: Faster_Fox
ormai queste news su fonti di energia alternative/batterie super efficienti sono diventate cicliche...ma poi queste tecnologie nella vita reale si vedono poco e niente


Quoto.

Originariamente inviato da: Fairchild
Mia mamma sta mettendo a punto una nuovissima cella super efficente utilizzando la cassoeula ; una volta esaurita potrà essere riutilizzata come gustoso snack

http://www.bembo.it/IMG/Ricette/IMG...a6bf7e43%7D.jpg

Entrata in produzione : 1Q2015

PS : questa notizia è più fondata di quelle pubblicate dalla redazione


Uff a me non piace, non puoi farne una coi pizzoccheri?

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