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Dalle ricerche Samsung sul grafene una batteria che è possibile caricare in 12 minuti

Circa cinque gli anni di sviluppo previsti per tradurre in pratica il lavoro di ricerca sulle batterie realizzate sfruttando la tecnologia della “palla di grafene”

Samsung Electronics sarebbe riuscita in un sostanziale balzo in avanti nello sviluppo di tecnologie innovative in grado di scuotere il mercato mondiale delle batterie. Usando il grafene, il colosso dell’elettronica coreano ha realizzato un materiale che può aumentare le capacità delle batterie del 45% e rendere la velocità di ricarica della batteria più di cinque volte più veloce di adesso.

Il 27 novembre il SAIT (Samsung Advanced Institute of Technology) ha annunciato che il suo centro di ricerca è riuscito a sviluppare una “palla di grafene”, un nuovo materiale per le batterie attraverso una ricerca congiunta con Samsung SDI ed un team guidato da Choi Jang-wook, un professore di chimica e ingegneria biologica all’Università Nazionale di Seoul.

Il grafene è un sottilissimo film di carbonio rimosso dalla grafite che è 100 volte più conduttivo del rame ed in grado di far muovere gli elettroni oltre 140 volte più velocemente del silicio. Il materiale è da tempo al centro dell’attenzione come nuovo materiale per batterie e display grazie alla sua elevata stabilità fisica e chimica.

Ciascuna “palla di grafene” è sintetizzata a partire da una nano-particella di SiOx (un composto chimico di ossigeno e del comune silicio) rivestita da strati di grafene che danno vita a una struttura tridimensionale che, come si vede nella foto di apertura, ha una vaga somiglianza con la forma dei pop-corn

Le molecole grafene-silicio possono rivestire con i loro strati le batterie i cui catodi siano realizzati con base nichel (quindi tutte quelle basate su chimica NCA e soprattutto NCM, ma non quelle più economiche basate sul ferro, comuni in Cina) e sugli anodi in grafite. L’uso di questa tecnologia aumenta le capacità di ricarica e riduce i tempi di ricarica, secondo i ricercatori coreani.

I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati con il titolo “Realizing Fast Charging and High-Capacity Lithium-ion Batteries Based on Graphene Ball” in Nature Communications, una edizione online della nota rivista scientifica Nature. Il Samsung Advanced Institute of Technology ha anche depositato due brevetti per la tecnologia della palla di grafene negli Stati Uniti e in Corea.

Secondo quanto riportato dalla stampa coreana, una batteria a base di grafene può essere completamente caricata in 12 minuti. Inoltre, una batteria a base di grafene può mantenere la sua stabilità anche sottoposta a temperature che oggi pregiudicano funzionamento e sicurezza delle batterie.

Si prevede che si possa guardare al 2021-2022 come l’anno in cui l’innovativa batteria potrà iniziare ad affermarsi come un prodotto in grado di risolvere le strettoie dell’autonomia delle auto elettriche e al contempo mitigare l’ansia dei conducenti.

A rendere più interessante la possibile svolta tecnologica della ricerca c’è anche il fatto che si stanno ampliando le voci che vogliono i due colossi coreani Samsung e Hyundai unire le forze nel campo della mobilità elettrica. Che la cosa succeda oppure no, gli sviluppi sulle batterie in Corea del Sud sono incessanti anche per la concorrenza serrata.

LG Chem, Samsung e SK Innovation sono impegnate in un confronto continuo. Per restare al solo settore applicabile all’auto, al salone di Detroit di gennaio Samsung SDI aveva svelato celle ad alta densità energetica in grado di affrontare presto 600 chilometri di autonomia e con ricarica rapida da 20 minuti.

Ma due mesi fa SK Innovation aveva rivelato di essere in testa nella corsa a realizzare batterie a bassa percentuale di cobalto (basate sulla cosiddetta chimica NMC 811) che potranno aiutare presto ad estendere l’autonomia delle auto elettriche fino a 500 chilometri, spingendosi poi a sviluppare nuove batterie che potranno assicurare un’autonomia di oltre 700 chilometri per il 2020. Una continua rincorsa che agli automobilisti non dispiacerà affatto.


Credito foto di apertura: sito internet Samsung Electronics