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Una giovane Indiana d’America inventa una superbatteria per cellulari?

Posted in batterie, scooter elettrici by jumpjack on 22 maggio 2013

Non proprio.

Non è facile scremare le scemenze dalla realtà in un mondo ormai infestato da blogger 13enni e sedicenti giornalisti, ma dopo qualche ricerca sono arrivato, grazie a Reddit, al testo originale della ricerca di questa ragazza, che per ora ha solo acceso un LED con la sua “superbatteria”, non un cellulare né tantomeno un’auto elettrica. Cosa che però potrebbe facilmente succedere!

Quello che davvero conta, infatti, parlando di “superbatterie”, è fondamentalmente un unico parametro: la densità gravimetrica di energia, o in parole più semplici, quanto pesa una batteria.

Per fare un esempio, una batteria da 1kWh pesa 25-30 kg se è al piombo, 7-10 kg se al litio; o, detto in altri termini, le batterie al piombo hanno densità gravimetrica di 0,035-0,040 kWh/kg e quelle al litio 0,100-0,150 kWh/kg (a fronte di densità di potenza di oltre 1,00 kW/kg).

Poi ci sono i supercondensatori: un misto tra condensatori, il cui funzionamento si basa sull’elettrostatica, e le batterie, che si basano sulla chimica; infatti si chiamano anche condensatori elettrochimici (da non confondere con gli elettrolitici; “supercapacitore”, invece, è una parola inventata, derivante dalla traduzione babbea dall’inglese “supercapacitor”). Caratteristica dei supercondensatori (abbreviato in SC) è di avere un’altissima densità di potenza (kW/kg) ma una bassissima densità di energia (kWh/kg): quest’ultima arriva al massimo a pochi kWh/kg, non più di 0,010.

Ma questa ragazza ha inventato un nuovo tipo di SC, basati su biossido di titanio idrogenato (H-TiO2), che permette di raddoppiare la capacità gravimetrica, portandola a 0,021 kWh/kg.

Anche se è ancora piuttosto bassa, è comunque il doppio di quella massima possibile finora per i SC, ma soprattutto è piuttosto vicina a quella effettiva delle batterie al piombo: se infatti quella apparente delle batterie al piombo è di minimo 0,035 kW/kg, è anche vero che questa non è effettivamente disponibile nei mezzi elettrici, caratterizzati da alti assorbimenti di potenza, a causa dei quali la densità gravimetrica effettiva del piombo si riduce al 60% di quella reale, cioè 0,021 kWh/kg (anche meno nel periodo invernale a causa della sensibilità alle basse temperature): esattamente quella di questi nuovi supercondensatori! Con due enormi vantaggi: l’altissima potenza che può essere fornita da questo SC (20.5 kW/kg), e la grande longevità: dopo 10.000 ricariche conserva ancora il 70% della carica, quando una batteria al piombo usata su un mezzo elettrico può durare dai 200 ai 500 cicli.

Resta l’incognita del prezzo: se nella produzione di scala questo SC risultasse più economico di una batteria al piombo, potrebbe rappresentare una vera rivoluzione nell’ambito della mobilità elettrica (i SC attuali costano oltre 10 Euro a kWh, contro costi di meno di 1 Euro a kWh per le batterie al litio e meno di mezzo euro a kWh per quelle al piombo).

 

Riepilogo i dati relativi ai nuovi supercondensatori di Eesha Khare:

  • Materiale: hydrogenated TiO2 (H-TiO2) core and polyaniline shell.
  • Capacità:  of 203.3 mF/cm2 (238.5 F/g) compared to the next best alternative supercapacitor in previous research of 80 F/g
  • Densità gravimetrica di energia: 20.1 Wh/kg  (contro max 10)
  • Densità di potenza 20540 W/kg (contro max 10000)
  • Tempo di vita: perdita di capacità pari al  32.5% dopo 10000 cicli a 200 mV/s.

3 Risposte

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  1. selidori said, on 22 maggio 2013 at 19:40

    Innanzitutto grazie per le spiegazioni tecniche.
    Ma tornando alla notizia di base, cosa prometteva la notizia sparata?
    Caricare un cellulare non è poi così impossibile, comunque (decisamente più difficile un mezzo che si muove…).


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