Batterie a ricarica luminosa

Ifor Samuel

Presto sarà disponibile una nuova generazione di batterie che sfruttano un rivoluzionario sistema di accumulazione dell’energia, basta esporle alla luce  e i fotoni catturati “riempiranno” il serbatoio della cella rigenerandola completamente.

La buona novella giunge da oltremanica, un gruppo di ricercatori guidati da Ifor Samuel, di stanza presso la University of St Andrews, Regno Unito, sono riusciti a sintetizzare un complesso molecolare ramificato con un nucleo cationico a base di cianina (un pigmento sintetico appartenente al gruppo delle polimetine), il tutto associato ad un anione ioduro. Questa miscela polimerica è definito dall’acronimo PEDOT:PSS, per esteso: poli(3,4-etilenediossitiofene) poli(stirenesulfonato), un complesso di due ionomeri.

La miscela di polimeri PEDOT-PSS. Imagecredit: Wikimedia Commons

Questa particolare molecola è un dendrimero semiconduttore, cioè una sostanza con una struttura ramificata (dal temine greco δενδρον/dendron, che significa albero e mèrus dal latino, unico, unità) con resistività intermedia tra i conduttori e gli isolanti, è contenuta nella cella e posta tra due contatti veicolati da una parte con ossido di indio-stagno (ITO, una soluzione solida!) e un elettrodo di alluminio dall’altra.

Il “cocktail” chimico esposto alla luce, consente alla cianina di assorbire l’energia luminosa, provocando uno stato eccitato che è chiamato proprio eccitone, ed è proprio questo meccanismo che rende la cianina un potenziale accumulatore energetico, dato che lo stato eccitato risulta essere un isomero a conformazione stabile.

I test che sono stati effettuati comprendevano dieci cicli di carica e scarica e la degradazione è stata minima, afferma Samuel, quindi è possibile che le aspettative siano alquanto ottimistiche. Tuttavia, la quantità di energia immagazzinata finora, è di lieve entità. Attualmente è solo una prova entusiasmante del principio teorizzato, come la maggior parte delle tecnologie allo stato embrionale, ed è ragionevole aspettarsi miglioramenti importanti durante il suo futuro sviluppo.

Schema della fotobatteria. Imagecredit: © Adv. Mater.

Un sistema di batterie ricaricabili come nell’immagine, sarebbe utile perché,  anche se l’energia solare è abbondante, non è sempre disponibile, come  di notte. Il nostro dispositivo riesce a coniugare la raccolta dell’energia e il suo immagazzinamento, rendendo il sistema complessivamente più compatto, più facile da produrre e da integrare in qualunque oggetto alimentato da elettricità.

Hiroyuki Nishide, esperto di materiali elettronici presso la Waseda University in Giappone, dice che anche se l’energia e la densità di corrente necessitano di un upgrade, questa nuova idea per una configurazione  integrata della batteria potrebbe essere una delle peculiarità in grado di stimolare ulteriori ricerche sui materiali organici applicati all’energia con  relative applicazioni.

Personalmente ritengo che nel campo delle energie, la chimica abbia ancora tantissimo da offrire, il problema in questo caso è solo a carico dei finanziamenti mal riposti su ricerche inconcludenti, come l’ottimizzazione dello sfruttamento e dell’estrazione delle risorse fossili per esempio, senza contare quelli sull’energia nucleare, che rappresentano un vero e proprio autogol, visti gli attuali risultati. A qualcuno occorrerebbe rileggersi la cognizione di rinnovabile. Wikipedia inglese, oltre alla voce energia rinnovabile, ne ha anche una relativa alle risorse rinnovabili. Un eccesso di zelo?! ^-^

via Royal Society of Chemistry, A K Pandey et alAdv. Mater., 2010, DOI: 10.1002/adma.200904464

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