Una soluzione innovativa per creare batterie più rispettose dell’ambiente è stata dimostrata da un team di ricercatori alla McGill University in Canada, e la svolta è arrivata dopo l’ispirazione di un popolare esperimento scientifico per bambini.
Batterie al magnesio
Siamo abituati a sentir parlare di batterie con elettrodi realizzati con materiali tra cui litio e silicio, ma queste possono essere difficili da smaltire in modo rispettoso dell’ambiente alla fine della loro vita.
Le batterie che utilizzano magnesio e molibdeno come elettrodi sono più biodegradabili, ma precedenti ricerche sulle celle hanno dimostrato che non forniscono la stessa energia delle batterie convenzionali.
Il dottorando della McGill University Junzhi Liu ha spiegato perché ciò accade:
Il magnesio può generare uno strato che arresta la reazione tra elettrolita ed elettrodo
Fu allora che Sharmistha Bhadra, professore associato di ingegneria elettrica e informatica alla McGill University, responsabile di un progetto per realizzare una batteria biodegradabile ed estensibile, ebbe un’idea che potrebbe risolvere questo problema.
Limoni in soccorso Molte persone da bambini realizzano una batteria al limone, collegando un filo di rame a una luce. Il limone ha abbastanza ioni per condurre l’elettricità. Ho suggerito a Junzhi di dare un’occhiata all’acido citrico.
Si è scoperto che questa insolita ispirazione si sarebbe trasformata in una svolta, come ha detto Liu:
Abbiamo scoperto che potevamo crollare [the layer created by the magnesium] con acido citrico o lattico e aumentano la durata della batteria e il suo voltaggio.
Successivamente, questi acidi sono stati aggiunti alla gelatina per consentire l’allungamento della batteria. Il concetto di batteria è stato progettato pensando alla tecnologia indossabile, come dispositivi di monitoraggio della salute, rilevatori di movimento o sensori di pressione con feedback tattile utilizzati nei sistemi VR.
La batteria estensibile è stata integrata in un sensore sensibile al tocco indossato su un dito, dove produceva 1,3 volt fino all’80% della sua estensione massima, senza perdere prestazioni. Questo è leggermente inferiore a una normale cella di batteria da 1,5 volt.
Una svolta biodegradabile
In un ulteriore esperimento, l’elettrodo di magnesio e l’elettrolita si erano completamente degradati dopo 58 giorni. L’elettrodo di molibdeno ha avuto bisogno di un po’ più di tempo per degradarsi. IL documento di ricerca conclude:
La batteria avrà il potenziale per applicazioni indossabili estensibili e contribuirà alla riduzione dei rifiuti elettronici.
Dopo aver compiuto il passo avanti, il team è ora alla ricerca di partner che contribuiscano a migliorare le prestazioni della batteria, a integrarla con circuiti biodegradabili e a miniaturizzarla per l’uso negli impianti.
Segue altre interessanti ricerche sulle batterie per la tecnologia indossabile, tra cui celle impilate per l’uso in smart rings, e le batterie che utilizzano calore corporeo per generare energia.
