Alcuni scienziati svedesi (Università Linköping e KTH Royal Institute of Technology) insieme ai colleghi danesi dell’Università Tecnica della Danimarca e americani dell’Università del Kentucky hanno realizzato un materiale, molto simile alla comune carta, in grado di immagazzinare l’energia elettrica. Un foglio di tale sottile materiale (spessore inferiore a 0,5 mm e diametro di 15 centimetri) è in grado di immagazzinare una capacità elettrica di 1 farad, quasi la stessa capacità di molti super condensatori installati nei dispositivi elettrici ed elettronici presenti sul mercato.
Il materiale, composto da un polimero conduttivo e nano-cellulosa, può essere ricaricato per centinaia di volte. Il tempo di ricarica di questo materiale è molto breve, solo una manciata di secondi. «Le pellicole in grado di funzionare come condensatori esistono da diverso tempo» scrive il dott. Xavier Crispin, ricercatore del laboratorio di elettronica organica dell’Università Linköping. «Quello che abbiamo fatto è produrre il materiale in tre dimensioni. Siamo in grado di realizzarne sottili fogli» prosegue il ricercatore.
Come viene prodotto il nuovo materiale?
A prima vista il materiale assomiglia a una carta nera ma toccandolo sembra più plastica. Tuttavia il materiale mostra altre caratteristiche tipiche della carta come ad esempio la robustezza (durante gli esperimenti i fogli sono stati piegati per realizzare degli origami). Il team ha creato i fogli frammentando le fibre di cellulosa con acqua ad alta pressione: le fibre, dal diametro di appena 20 nanometri, sono state aggiunte a una soluzione di acqua contenente un polimero caricato elettricamente. Il polimero forma un sottile strato sulle fibre.
«Le fibre ricoperte sono aggrovigliate, il liquido che si trova tra di esse si comporta come un elettrolita» scrive il dott. Jesper Edberg, ricercatore che fa parte del team. Il processo completo è stato descritto sulla rivista Advanced Science. Il materiale ha stabilito nuovi record di conducibilità
Secondo i ricercatori il materiale ha stabilito nuovi record di conducibilità simultanea per ioni ed elettroni e potrebbe avere un impatto significativo su come immagazziniamo l’energia nei piccoli dispositivi. Ulteriori ricerche potrebbero essere in grado di soddisfare le esigenze di maggiore capacità.
Le batterie e i condensatori attualmente sul mercato utilizzano grandi quantità di metallo e spesso contengono sostanze chimiche tossiche mentre, la “carta accumulatrice” è composta da materiali semplici: cellulosa rinnovabile e polimeri già disponibili sul mercato.
Secondo i ricercatori il materiale è leggero, non necessita di sostanze chimiche pericolose o di metalli pesanti, ed è impermeabile. La sfida più grande sarà quella di riuscire a sviluppare un processo industriale per la produzione su larga scala. Come per la pasta di legno, il materiale deve essere disidratato per ottenere il rivestimento. In un futuro non molto lontano forse sarà possibile vedere delle applicazioni pratiche di questo nuovo materiale.