La vernice spray trasforma le piastrelle di ceramica in una batteria. Foto per gentile concessione della Rice University
Fino a una settimana fa, il mio rapporto con le batterie era stato puramente prosaico. Certo, ho caricato le batterie del cellulare e del laptop ogni notte, ma senza più deliberazione che lavarmi i denti o saltare il monologo di Jay Leno.
Poi è arrivato il Derecho del 2012 e io, come milioni di altri americani, ho perso il potere per giorni che sembravano settimane. E io, come tanti altri, ho ceduto all'isteria del succo, un'ossessione per le affermazioni di picchettamento nei punti di lavoro in luoghi pubblici - Starbucks, biblioteche, tribunali alimentari del centro commerciale - in modo che potessimo riportare in vita i nostri dispositivi.
Oggi ho di nuovo potere. Ho anche un apprezzamento molto più profondo per tutte le cose elettrochimiche. Perché nel mondo in cui viviamo, la durata della batteria è un grosso problema, che si tratti di tenerci connessi quotidianamente o la chiave per il futuro dei veicoli elettrici e delle energie rinnovabili.
A quanto pare, la scorsa settimana è stata una tappa importante per le batterie. Il giorno prima della tempesta che ha paralizzato Washington, uno studio è stato pubblicato su Nature Scientific Reports rivelando che una batteria funzionante era stata creata semplicemente verniciando a spruzzo una superficie. Esatto, potenza dalla vernice.
Difficile da credere? Ecco come ha fatto un team di scienziati della Rice University in Texas. Hanno convertito in liquidi i cinque componenti di una batteria agli ioni di litio - un collettore di corrente positiva, un collettore di corrente negativa, un catodo, un anodo e un separatore - e poi hanno spruzzato ciascuno, in strati estremamente sottili, su una varietà di superfici. Hanno dipinto piastrelle del bagno. Hanno dipinto il vetro e l'acciaio inossidabile. Hanno dipinto film flessibile. Hanno dipinto un boccale di birra in ceramica. Tutti sono stati in grado di sostenere una carica.
Hanno anche collegato le piastrelle del bagno a una cella solare. Sono stati in grado di mantenere un display a LED - enunciato RISO - acceso per sei ore.
Siamo ancora molto lontani dalla possibilità di caricare il tuo smartphone con un boccale di birra, ma questo potrebbe essere un punto di svolta in termini di apertura di tutti i nuovi modi di immagazzinare energia. E questo potrebbe essere un vantaggio per l'energia solare come fonte di energia all'interno delle nostre case.
Come ha affermato Neelam Singh, uno dei ricercatori di Rice, "potresti trasformare la tua casa in una batteria".
Un ritorno di Edison?
Anche la scorsa settimana, i ricercatori di Stanford hanno annunciato di aver dato nuova vita alla batteria al ferro nichel che Thomas Edison sperava una volta di alimentare le auto. Circa 100 anni fa, Edison era un grande sostenitore delle auto elettriche. Ma allora le batterie non erano all'altezza del lavoro, quindi ha perso il suo amico Henry Ford e il suo motore a gas.
Il problema con quelle batterie al ferro-nichel era che erano dolorosamente lenti a caricarsi e scaricarsi. Ma il gruppo Stanford, utilizzando la nanotecnologia anziché semplicemente miscelare nichel e ferro, è stato in grado di far funzionare la batteria 1.000 volte più velocemente rispetto alla vecchia versione. Sono stati necessari solo due minuti per caricare una piccola batteria prototipo.
Le batterie al nichel-ferro non sono abbastanza forti per alimentare le auto elettriche di oggi, ma se combinate con il modello agli ioni di litio attualmente in uso, potrebbero ridurre drasticamente il tempo necessario per caricare un veicolo elettrico, che ora richiede ore. Questa configurazione potrebbe anche consentire a un veicolo di catturare effettivamente l'energia creata quando si azionano i freni. E la velocità di scarico rapida faciliterebbe l'accelerazione di un'auto.
Allo stesso tempo, IBM è tra le diverse aziende che affrontano l'angoscia temuta, la paura che la tua auto elettrica si esaurisca nel mezzo del nulla. La gamma tipica ora è di 100 miglia per carica. Ma IBM punta a portarlo a 500 miglia perfezionando quella che è nota come batteria al litio.
Invece di avere ossigeno incorporato nella batteria, i modelli di aria al litio genererebbero energia assorbendo ossigeno dall'aria esterna. Ciò li renderebbe significativamente più piccoli e leggeri rispetto alle batterie agli ioni di litio attualmente in uso.
IBM è stata in grado di far funzionare il concetto in un laboratorio. Ma è tempo di un controllo della realtà. Probabilmente passeranno almeno altri 10 anni prima che possa funzionare in auto.
Chissà, a quel punto potresti essere in grado di caricare la tua auto con la tua cassetta postale verniciata a spruzzo, che senza dubbio avrà bisogno di un nuovo motivo per essere.
Ricarica
Ecco le notizie più recenti sulle batterie:
- Tagliare il cavo: è solo una questione di tempo prima che i proprietari di veicoli elettrici non abbiano bisogno di collegare le loro auto per ricaricare. Saranno invece in grado di farlo in modalità wireless parcheggiando su tappetini che svolgono il lavoro.
- Mettilo in banca: una gigantesca banca di batterie installate vicino ai binari ha iniziato a risparmiare un sacco di soldi nel sistema della metropolitana di Filadelfia. Cattura l'energia creata quando i treni rallentano in una stazione e la rimette in linea per aiutarli ad accelerare.
- Indosso il body elettrico: due ingegneri della University of South Carolina sono stati in grado di trasformare una maglietta acquistata in un negozio in un tessuto in grado di accumulare una carica elettrica.
- La lenta corsa verso la libertà: i detenuti in una prigione in Brasile possono ridurre le loro pene di un giorno ogni 16 ore in sella a una cyclette che carica le batterie. La loro pedalata alimenta i lampioni in una città vicina.
- Dare un nuovo significato al termine "naso pulsante": e ora il rovescio della medaglia del boom della batteria: secondo uno studio pubblicato sulla rivista Pediatrics, il numero di bambini che vanno in pronto soccorso dopo aver ingerito quelle piccole batterie a bottone o le hanno attaccate nella loro naso o orecchie: è raddoppiato negli ultimi 20 anni.
Bonus video Ecco un piccolo tuffo nel passato, quando gli spot televisivi hanno accettato la sfida di provare a rendere le batterie divertenti.
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