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Le auto elettriche del futuro monteranno batterie al grafene

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Pubblicato da in Opinioni · 9 Febbraio 2018
Tags: autoelettriche
Aumentando la quota del mercato delle auto elettriche, si sta sviluppando nuove tecnologie per le batterie al fine di migliorarne l’autonomia e l’efficienza. A tal proposito la batteria al grafene sembra essere una delle tecnologie più promettenti.
Il principale problema dei veicoli elettrici sono le batterie utilizzate. Sono grandi e pesanti. Inoltre richiedono molto tempo per immagazzinare energia, che poi tendono ad esaurire rapidamente.
Per risolvere questo problema, molti stanno studiano nuovi prodotti tra i quali le batterie al grafene. Nel 2017 uno studente d’ingegneria dell’Università del Sussex (Inghilterra) ha progettato una nuova batteria basata sul grafene che ha il potenziale per rivoluzionare il mondo dei veicoli elettrici. Le batterie al grafene possono migliorare l’attuale tecnologia delle batterie in vari modi, in primis incrementando la vita utile e le prestazioni degli accumulatori.
Il grafene è un eccellente conduttore di energia termica ed elettrica . Il grafene è chimicamente inerte, ha una grande superficie, rimane flessibile ed è molto leggero. Per di più il grafene è considerato sostenibile e rispettoso dell’ambiente, e quindi può essere impiegato in numerosi ambiti.
Gli elettroni hanno tipicamente una piccolissima massa associata ad essi ogni volta che si muovono attraverso una struttura solida, che limita il loro movimento. Questo è dovuto alle interazioni con tutte le altre particelle che li circondano. Dal momento che un foglio di grafene è bidimensionale non ci sono interazioni con altre particelle e pertanto gli elettroni agiscono come se non avessero massa. Gli elettroni possono muoversi molto rapidamente nello spazio, quasi alla velocità della luce.
Questo comportamento unico è ciò che rende il grafene così incredibilmente conduttivo: il grafene è in grado di condurre l’elettricità quasi il 35% meglio del rame.
Il trasporto degli elettroni attraverso il grafene è anche 1.000 volte migliore di quello che avviene nel silicio, il che contribuisce a spiegare perché i computer basati su transistor al grafene hanno il potenziale per essere migliaia di volte più veloci degli attuali elaboratori basati sul silicio.
Le prestazioni delle batterie tradizionali possono essere notevolmente migliorate se abbinate al grafene.
Le batterie al grafene sono particolarmente adatte per tempi di carica più brevi e per lo stoccaggio di energia ad alta capacità
. La quantità di carbonio usata nel materiale di una batteria e negli elettrodi ha un impatto negativo sulla durata della batteria, ma il grafene può migliorare la conducibilità senza richiedere la stessa quantità di carbonio utilizzata nelle batterie normali.
Il grafene può migliorare vari aspetti delle batterie come la densità di energia e la struttura
. Le batterie agli ioni di litio tradizionali possono essere migliorate mediante l’uso combinato del grafene. All’anodo della batteria può essere aggiunto del grafene, che può ottimizzare le prestazioni della batteria sfruttando la conduttività del materiale.
I progressi nelle batterie al grafene hanno portato alla creazione di una nuova batteria in grado di avere prestazioni superiori a qualsiasi altra batteria agli ioni di litio attualmente in uso.
Graphenano, un’azienda di batterie spagnola, ha svelato l’anno scorso una batteria ai polimeri di grafene che potrebbe permettere ai veicoli elettrici di guidare fino a 800 km con una singola ricarica. E teoricamente la batteria potrebbe essere anche ricaricata in pochi minuti: grazie alla struttura al grafene,
la batteria è in grado di ricaricarsi 33 volte più velocemente di una normale batteria agli ioni di litio.
Nel frattempo proseguono le ricerche sui supercondensatori, che utilizzano anch’essi il grafene e che potrebbero rendere obsolete le batterie tradizionali nel prossimo futuro.



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