una batteria magnesio-aria a base di carta attivata dall’acqua che esegue la fotosintesi

una batteria magnesio-aria a base di carta attivata dall’acqua che esegue la fotosintesi
una batteria magnesio-aria a base di carta attivata dall’acqua che esegue la fotosintesi

04/05/2024 10:56

Aggiornato il 04/05/2024 10:56

Storicamente, le batterie convenzionali, in genere ioni di litiosono dipesi da metalli scarsi estratti utilizzando metodi che possono essere dannosi per l’ambiente. Oltretutto il suo disposizione Presenta gravi pericoli ecologici perché contiene metalli pesanti e componenti plastici dannosi. Di fronte a questi problemi, un gruppo di ricercatori ha lavorato per svilupparli un’alternativa energetica che mitiga questi impatti negativi e fornisce una maggiore efficienza energetica.

Il risultato è una batteria di aria e magnesio che utilizza acqua e ossigeno per produrre elettricità. Ispirata al modo in cui respirano le piante, questa batteria replica la fotosintesi trasformando il magnesio in energia attraverso la sua reazione con l’ossigeno e l’acqua. Questo metodo rivoluzionario offre un’opzione energetica più sostenibile ed elimina l’uso di materiali nocivi presenti nelle batterie tradizionali.

Questa batteria, oltre ad essere molto sostenibile, risolve i problemi della tecnologia metallo-aria.

La batteria più “naturale” e sostenibile al mondo

Il lavoro è una collaborazione guidata da AZUL ENERGY (Giappone), il professore Hiroshi Yabu dall’Istituto di ricerca sui materiali avanzati dell’Università di Tohoku e Shinpei Onoricercatore presso il Central Research Institute of the Electric Power Industry insieme ad Amphico Ltd (con sede a Londra).

Yabu spiega che questa batteria “si basa sul modo in cui le piante respirano”. Il processo di fotosintesi somiglia molto ciclo di carica e scarica delle batterie. Allo stesso modo in cui le piante convertono la luce solare in zucchero utilizzando acqua e CO2, “la nostra batteria utilizza il magnesio per creare elettricità reagendo con acqua e ossigeno”.

Il risultato è una soluzione innovativa per lo stoccaggio sostenibile dell’energia: una batteria aria-magnesio fatta di carta e attivata con acqua. La scelta della carta come base per la batteria è fondamentale nella sua progettazione poiché offre numerosi vantaggi. La sua struttura sottile e leggera riduce la necessità di utilizzare metalli pesanti o plastica, rendendolo un’alternativa perfetta per dispositivi mobili e altre applicazioni che richiedono portabilità. Allo stesso modo, i dispositivi che utilizzano carta sono più facili da smaltire e hanno un impatto ambientale inferiore rispetto ai dispositivi convenzionali.

Risolvere il problema delle batterie metallo-aria

Come le versioni precedenti della tecnologia delle batterie metallo-aria, anche le batterie magnesio-aria su substrati cartacei affrontano il problema della tensione e livello di potenza insufficienti. Questa limitazione ha influito sulla sua capacità di competere con altre tecnologie di batterie. Inoltre, potrebbero soffrire di corrosioneUN durata ridotta E reazioni chimiche lenteil che rende difficile la sua adozione sul mercato di massa.

Tuttavia, questa ricerca ha sviluppato con successo una batteria con notevoli indicatori di efficienza. Utilizzando un foglio di magnesio legato alla carta come anodo e aggiungendo il catalizzatore catodico e lo strato di diffusione del gas sul retro della carta, hanno ottenuto un design semplice ma efficace.

Questo design innovativo si traduce in una batteria che supera le precedenti prestazioni di conservazione della carta. Con una tensione di 1,8 Vuna potenza maggiore di 100 mW/cm² e una capacità energetica di 968,2 Wh/kgquesta batteria offre specifiche competitive rispetto ai tradizionali sistemi di accumulo di energia.

Le batterie metallo-aria triplicano la densità energetica delle batterie agli ioni di litio.

Raggiungere elevati livelli di efficienza senza sacrificare la sicurezza, nel rispetto dell’ambiente. Utilizza catodi di carbonio e un elettrocatalizzatore a pigmenti che ha superato severi test, garantendo un funzionamento privo di sostanze nocive. La sostenibilità di questa batteria va oltre il suo utilizzo e si estende a ogni fase del suo ciclo di vita, dalla produzione allo smaltimento finale, spiega Yabu.

La batteria al magnesio-aria non è utile solo per i sistemi di alimentazione di emergenza e i dispositivi mobili, ma è stata implementata con successo anche nei sensori del pulsossimetro e nei dispositivi GPS. Ciò dimostra la sua capacità di fornire energia a un’ampia varietà di dispositivi elettronici, rafforzando il suo ruolo di soluzione avanzata di accumulo di energia.

Per ora, queste batterie al magnesio-aria basate su carta possono alimentare dispositivi portatili. Immagine: ENERGIA BLU.

Utilizzando acqua e ossigeno e la funzionalità della carta, questa tecnologia promette di trasformare il modo in cui forniamo energia ai nostri dispositivi elettronici, riducendo al contempo il deterioramento dell’ambiente.

 
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