Nella corsa verso dispositivi elettronici sempre più portatili, uno dei principali fattori limitanti è costituito dalle batterie: piccole dimensioni e lunga durata non vanno d’accordo, e i lunghi tempi di ricarica diminuiscono l’usabilità. Alla ricerca sul miglioramento delle prestazioni delle batterie vengono perciò dedicate molte energie, e la soluzione sembra risiedere in nuovi materiali nanotecnologici.

Per esempio, ricercatori dell’Università della California-Riverside hanno studiato nuovi elettrodi che dovrebbero consentire di ricaricare una comune batteria agli ioni di litio in dieci minuti, invece che impiegando ore come succede ora.

L’idea iniziale era di sostituire i comuni anodi di grafite con anodi di silicio, cosa che in linea teorica consentirebbe di aumentare la capacità delle batterie del 63%, rendendole anche del 40% più leggere. Un elettrodo di silicio, tuttavia, tende a rompersi e a diventare inutilizzabile dopo pochi cicli di utilizzo. Il principale autore della ricerca, Wei Wang, che ha descritto il risultato dei suoi esperimenti in un articolo pubblicato su Small, ha risolto il problema con un anodo conico creato depositando vapori chimici di silicio su strutture formate da fasci di nanotubi di carbonio. I prototipi creati si sono dimostrati stabili ed efficienti, e si ricaricano quasi 16 volte più velocemente rispetto al normale.

Se i ricercatori californiani si sono occupati dell’anodo, quelli canadesi dell’Università dell’Alberta si sono invece interessati del catodo. “Abbiamo sviluppato una nuova tecnologia elettrochimica in grado di fornire l’alta densità di energia e di potenza necessaria alla prossima generazione”, ha dichiarato Xinwei Cui, capo dell’equipe di ricerca.

Il nome della tecnologia, descritta in un articolo su Nature Scientific Reports, è fluorurazione indotta. Utilizzando un catodo costituito da nanotubi di carbonio fluorurati, Cui sostiene di poter aumentare da cinque a otto volte il flusso di energia rispetto alle normali batterie agli ioni di litio. Il ricercatore ha già fondato un’azienda, la AdvEn, che intende trasformare l’idea in un prodotto commerciale, e conta di avere dei prototipi pronti entro la fine dell’anno.

Tutto lascia pensare, quindi, che la combinazione di materiali nanotecnologici ci darà nel giro di pochi anni batterie dalle prestazioni impensabili.