Ricarica le auto elettriche in pochi minuti con i supercondensatori

Ricarica le auto elettriche in pochi minuti con i supercondensatori
Ricarica le auto elettriche in pochi minuti con i supercondensatori

La scoperta di come piccole particelle cariche, chiamate ioni, si muovono all’interno di una complessa rete di minuscoli pori, potrebbe consentire di ricaricare le auto elettriche nel giro di 10 minuti.

La svolta, pubblicata negli Atti della National Academy of Sciences, potrebbe portare allo sviluppo di dispositivi di stoccaggio dell’energia più efficienti, come i supercondensatori, afferma Ankur Gupta, assistente professore di ingegneria chimica e biologica presso l’Università del Colorado Boulder.

“Considerato il ruolo fondamentale dell’energia nel futuro del pianeta, sono stato ispirato ad applicare le mie conoscenze di ingegneria chimica al progresso dei dispositivi di stoccaggio dell’energia”, ha affermato Gupta in una nota. “Sembrava che l’argomento fosse poco esplorato e, come tale, era l’occasione perfetta”.

Gupta ha spiegato che diverse tecniche di ingegneria chimica vengono utilizzate per studiare il flusso nei materiali porosi, come i serbatoi di petrolio e la filtrazione dell’acqua, ma non sono state pienamente utilizzate in alcuni sistemi di stoccaggio dell’energia.

La scoperta è importante non solo per immagazzinare energia nei veicoli e nei dispositivi elettronici, ma anche per le reti elettriche, dove la fluttuazione della domanda di energia richiede uno stoccaggio efficiente per evitare sprechi durante i periodi di bassa domanda e garantire una fornitura rapida durante i periodi di domanda elevata.

I supercondensatori, dispositivi di accumulo dell’energia che si basano sull’accumulo di ioni nei loro pori, hanno tempi di ricarica rapidi e una durata di vita più lunga rispetto alle batterie.

“L’attrazione principale dei supercondensatori è la loro velocità”, ha detto Gupta. “Allora come possiamo accelerare la carica e il rilascio di energia? Attraverso un movimento più efficiente degli ioni.”

COLLEGAMENTO MANCANTE

Le loro scoperte modificano la legge di Kirchhoff, che governa il flusso di corrente nei circuiti elettrici dal 1845 ed è un punto fermo nelle lezioni di scienze delle scuole superiori. A differenza degli elettroni, gli ioni si muovono a causa dei campi elettrici e della diffusione, e i ricercatori hanno determinato che i loro movimenti alle intersezioni dei pori sono diversi da quanto descritto dalla legge di Kirchhoff.

Prima dello studio, i movimenti ionici erano descritti in letteratura solo in un poro diritto. Attraverso questa ricerca, il movimento degli ioni in una complessa rete di migliaia di pori interconnessi può essere simulato e previsto in pochi minuti.

“Questa è la svolta del lavoro”, ha detto Gupta. “Abbiamo trovato l’anello mancante.”

 
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