Al MIT, nanotecnologie e microbiologia unite per migliorare le prestazioni delle batterie, migliorando fino a 3 volte la capacità delle attuali al litio
Che l’efficienza, la potenza specifica e la durabilità di una batteria dipendano fortemente dalla micro o nanostruttura degli elettrodi e non soltanto dal tipo di reazioni chimiche sfruttate è cosa che i lettori di GreenStart hanno già avuto modo di leggere a proposito delle zinco-aria, delle litio-manganese-zolfo, o al litio con impiego di fosfati. In questi e altri casi, grazie alle nanotecnologie è stato possibile realizzare degli elettrodi microporosi, con un rapporto superficie/volume molto più favorevole rispetto a quello di elettrodi tradizionali.
Ora la novità è che un gruppo di scienziati è riuscito a spostare ancora più in là il limite, non accontentandosi di fabbricare degli elettrodi costituiti da fasci di nanocavi di ossido di manganese del diametro di appena 80 nm, ma riuscendo addirittura a fabbricare questi elettrodi in modo tale che abbiano una superficie tridimensionale, rugosa, ricca di nanosporgenze e nanocavità che fanno aumentare ancora di più la superficie esposta all’elettrolita e sulla quale possono così aver luogo più agevolmente le ossidoriduzioni necessarie al funzionamento della batteria.
Come ci sono riusciti? Diffondendo dei virus geneticamente modificati nell’ambiente di accrescimento dei nanocavi. I virus utilizzati sono in grado di legare molecole di metallo sottratte all’acqua e di aggregarle in strutture tridimensionali complesse, solide ma ricche di cavità e quindi con un rapporto superficie/volume eccezionalmente favorevole. Alla struttura ottenuta vengono anche aggiunte delle impurità di palladio e altri metalli per incrementare la conduttività e catalizzare reazioni per farle avvenire con ancora maggiore facilità e velocità.
Si stima che batterie con catodi di questo tipo possano avere 2-3 volte la densità di energia delle migliori batterie attuali agli ioni di litio. E questo risultato è stato ottenuto solo con le attenzioni rivolte al catodo. Restano da ottimizzare con tecniche analoghe anche l’anodo e l’elettrolita.
