È stata sviluppata una soluzione innovativa per realizzare batterie più sostenibili e biodegradabili, frutto della ricerca condotta da un team dell’Università McGill in Canada. L’ispirazione per questa scoperta deriva da un esperimento scientifico noto anche ai più giovani, che ha permesso di superare alcune limitazioni delle batterie tradizionali.
batterie al magnesio: caratteristiche e sfide
Le batterie tradizionali spesso utilizzano elettrodi a base di litio o silicio, materiali difficili da smaltire in modo ecocompatibile al termine del loro ciclo di vita. Le batterie con elettrodi in magnesio e molibdeno rappresentano invece un’alternativa più biodegradabile. Studi precedenti avevano evidenziato una minore capacità energetica rispetto alle batterie convenzionali. Il motivo principale è legato alla formazione di uno strato superficiale sul magnesio che limita la reazione tra l’elettrolita e l’elettrodo, ostacolando così la produzione di energia.
l’utilizzo degli acidi organici per migliorare le prestazioni
Per ovviare a questo problema, il gruppo guidato dalla professoressa Sharmistha Bhadra ha preso spunto dal classico esperimento della batteria al limone, dove il succo contiene sufficienti ioni per condurre elettricità. L’idea è stata quella di utilizzare acidi organici come l’acido citrico o lattico per dissolvere lo strato passivante presente sull’elettrodo di magnesio.
L’aggiunta di questi acidi all’interno di una matrice gelatinosa ha permesso la realizzazione di una batteria estensibile, pensata specificamente per dispositivi indossabili quali sensori per il monitoraggio della salute, tracker motori o sistemi VR con feedback aptico.
prestazioni e applicazioni della batteria estensibile
La batteria è stata integrata in un sensore tattile applicato su un dito ed è riuscita a erogare circa 1,3 volt mantenendo fino all’80% della sua capacità anche durante l’allungamento senza perdita significativa delle prestazioni. Questo valore si avvicina a quello delle comuni celle da 1,5 volt utilizzate quotidianamente.
batterie biodegradabili: risultati e prospettive future
Un ulteriore test ha dimostrato che dopo circa 58 giorni gli elettrodi in magnesio e l’elettrolita si degradano completamente; gli elettrodi in molibdeno richiedono tempi leggermente superiori. La ricerca conclude sottolineando il potenziale utilizzo di queste batterie nel settore dei dispositivi indossabili flessibili con un impatto positivo sulla riduzione dei rifiuti elettronici.
Attualmente il team sta cercando collaborazioni industriali per ottimizzare ulteriormente la tecnologia, integrare circuiti biodegradabili e miniaturizzare le batterie per applicazioni impiantabili.
- Junzhi Liu, dottorando presso McGill University
- Sharmistha Bhadra, professoressa associata presso McGill University
- Batterie al magnesio con elettrodi biodegradabili
- Batterie estensibili integrate in sensori tattili indossabili
- Sviluppo futuro verso circuiti biodegradabili e miniaturizzazione impiantabile
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