Duecentosettantatre anni: è la durata delle batterie ricaricabili progettate all’Università della California di Irvine. Qui, infatti, il gruppo di Reginald Penner e Mya Le Thai è riuscito a costruire delle nanobatterie che possono sopportare anche 100mila cicli di ricarica senza perdere in efficacia. Il risultato migliora di oltre quindici volte le capacità delle attuali batterie agli ioni di litio, che conservano mediamente la loro efficienza fino a 5-7mila cicli.

Il punto debole di molte batterie risiede, secondo i ricercatori americani, nella superficie degli elettrodi.  Per aumentarne l’efficienza, infatti, questi sono ricoperti da un reticolo di nanofili che ne aumentano sì la superficie, ma che contemporaneamente ne accrescono la fragilità. Come hanno spiegato su “Acs energy letters”, infatti, le dimensioni molecolari dei nanofili li espongono  a un processo di “dissoluzione e corrosione” che riduce la “continuità elettrica” e che ha come conseguenza “una irreversibile perdita di capacità”. Per proteggere i nanofili senza incidere sulle loro proprietà elettriche il team di Penner li ha ricoperti con uno strato di diossido di manganese e soprattutto ha sostituito il liquido elettrolita della batteria con un gel elettrolitico.

Il risultato ha stupito gli stessi ricercatori che definiscono “straordinario” il numero dei cicli al quale possono essere sottoposte queste nuove batterie senza perdite significative di potenza; anche dopo essere state scaricate e ricaricate per 200mila volte, infatti, la loro efficienza diminuisce al massimo del 6%. Numeri di questo tipo “dimostrano per la prima volta che batterie basate sui nanofili sono capaci di fornire cicli di vita estremamente lunghi”, aprendo la possibilità alla costruzione di pile ricaricabili che durano se non secoli, almeno decenni.

Non è però questa l’unica novità sul versante delle batterie agli ioni di litio. Anche il mondo dei funghi sembra offrire delle soluzioni per aumentarne l’efficienza. Questa volta si tratta di una scoperta quasi casuale, avvenuta nel giardino di casa di Jialiang Tang, studente di dottorato dell’Università Purdue di West Lafayette, nello stato dell’Indiana. L’obiettivo di Jialiang Tang e del professore associato Vilas Pol era anche in questo caso quello di aumentare le performance degli elettrodi delle batterie agli ioni di litio, intervenendo in particolare sull’anodo. I due ricercatori stavano sperimentando superfici di carbonio che fossero più efficienti nella cattura delle cariche elettriche. Come spiega infatti Tang, “i metodi usati oggi per produrre fibre di carbonio per le batterie sono spesso impegnativi e costosi dal punto di vista chimico “.

Passeggiando nel suo giardino, Tang rimase incuriosito dalla fibra del Tyromyces fissilis, un grosso fungo bianco che cresce sul tronco degli alberi. Sezionando questo fungo, il ricercatore notò che il suo interno era costituito da un complesso reticolo di fibre. Queste stesse fibre, una volta trattate ad alte temperature con argon, formano un groviglio che ricorda quello dei “noodles” e che costituisce un vero e proprio “network conduttivo interconnesso”, come lo definisce Pol.

I ricercatori hanno mostrato su “Acs sustainable chemistry & engineering” che questa struttura, arricchita con nanoparticelle di ossido di cobalto, è in grado di trasportare gli elettroni più velocemente, e quindi contribuisce a diminuire il tempo di ricarica. Un’altra scoperta che potrebbe rendere più efficienti le batterie agli ioni di litio, la cui affidabilità è comunque cresciuta negli ultimi anni, come qualunque utilizzatore di dispositivi portatili ha potuto sperimentare.