Super ricaricabili

Un personal computer portatile in grado di lavorare ininterrottamente per giorni, un’auto elettrica che percorre centinaia di chilometri con una sola ricarica: sono le possibili future applicazioni di una nuova scoperta, pubblicata su Nature Nanotechnology. Yi Cui e i colleghi dell’Università di Stanford, a Palo Alto in California, hanno progettato una batteria al litio con sottili baffi di silicio al polo positivo, che può immagazzinare fino a dieci volte più energia di una normale pila ricaricabile e con un’autonomia standard di quaranta ore.

Quando una batteria si carica, gli ioni litio al suo interno acquistano un elettrone da una fonte esterna, e migrano verso il polo positivo, l’anodo. Man mano che la batteria si scarica, gli ioni litio cedono i loro elettroni extra, che producono la corrente elettrica, e tornano al polo negativo, o catodo, attraverso un gel conduttore. Il punto cruciale del processo è l’anodo: nelle batterie attuali è fatto di lastre di grafite, cioè di atomi di carbonio. Ma ben sei atomi di carbonio devono coalizzarsi per poter ‘catturare’ un solo ione litio. Il silicio, invece, è molto più efficiente: un atomo è in grado di ‘catturare’ fino a quattro ioni litio. C’è un però. Quando si cerca di costruire anodi con pellicole di silicio, la nube di ioni litio che sfrecciano ad alta energia polverizza lo strato di silicio e arriva ai contatti di metallo sottostanti, minando la sicurezza della batteria.

Yi Cui ha risolto il problema, sostituendo la lastra con dei nanofili di silicio posti su un substrato di acciaio inossidabile. La loro conformazione permette di ammortizzare le sollecitazioni, senza che i fili si stacchino dal metallo. Gli anodi così costituiti sono stabili, sicuri e dieci volte più efficienti nel caricarsi di quelli di grafite. (mi.m.)