; "Batterie recupero")
Partendo dalla lolla i ricercatori hanno prodotto aerogel di carbonio, un materiale nanostrutturale con cui produrre batterie e supercondensatori
Un sottoprodotto del riso per produrre batterie e supercondensatori: è questa la sperimentazione che ENEA sta portando avanti con l’Università Sapienza di Roma e il Politecnico di Torino. I primi risultati dell’esperimento sono stati già pubblicati su riviste scientifiche internazionali e dimostrano come i futuri dispositivi di accumulo elettrochimico di energia potranno contare su una nuova materia prima, la lolla di riso e cioè l’involucro che contiene i chicchi.
La ricerca punta a produrre batterie e supercondensatori (dispositivi che immagazzinano energia elettrica come le batterie, ma che si caricano e scaricano molto più velocemente, usati per le auto elettriche, mezzi pubblici, dispositivi elettronici e sistemi energetici per fornire energia rapida o recuperare quella in eccesso) attraverso due innovativi materiali nanostrutturati, gli aerogel di carbonio e i quantum dots di grafene.
L’aerogel di carbonio è quello che viene ricavato dalla lolla di riso. Si tratta di un materiale altamente poroso ed è spesso definito come una ‘spugna solida’ perché, pur avendo una struttura tridimensionale compatta, è formato per oltre il 90% da aria: questa caratteristica lo rende estremamente leggero e allo stesso tempo resistente e stabile dal punto di vista elettrochimico. È composto esclusivamente da carbonio che è un elemento ampiamente utilizzato nei dispositivi elettrochimici nella forma di grafite o di hard carbon: nelle sue altre forme nanostrutturate, come grafene, ossido di grafene, nanotubi e quantum dots, il carbonio può migliorare ulteriormente le sue proprietà conduttive e, soprattutto, è molto abbondante negli scarti di origine vegetale.
“Gli aerogel di carbonio hanno mostrato un’elevata stabilità elettrochimica consentendo la realizzazione di dispositivi efficienti e di lunga durata. I risultati della nostra ricerca indicano che le migliori prestazioni si ottengono dagli aerogel di carbonio derivati da gel di cellulosa con la massima concentrazione di cellulosa pura. Pur mostrando valori di capacità di accumulo inferiori rispetto ad altri materiali, si sono distinti per l’elevata stabilità e durata elettrochimica anche dopo migliaia di cicli”, spiega la coautrice dello studio Annalisa Aurora, ricercatrice del Laboratorio ENEA Tecnologie e dispositivi per l’accumulo elettrochimico (Dipartimento Tecnologie energetiche e fonti rinnovabili).
Altro materiale usato è l’idrogel di carbonio da cui i ricercatori hanno poi ottenuto i cosiddetti quantum dots di grafene, minuscole particelle di grafene con uno spessore vicino al singolo atomo: “I quantum dots di grafene si sono rivelati capaci sia di accumulare cariche superficiali sia di ospitare al loro interno gli ioni di litio, dimostrando così il loro potenziale come materiale per l’anodo funzionale allo sviluppo di sistemi avanzati di accumulo energetica – spiega la ricercatrice di ENEA che conclude – a una scala così piccola il materiale acquisisce proprietà speciali, come la capacità di immagazzinare energia elettrica sulla sua superficie e di favorire il passaggio degli ioni di litio. Per questo motivo sono considerati materiali zero-dimensionali molto promettenti, da esplorare soprattutto in combinazione con altri materiali più stabili e strutturati per lo sviluppo di nuove e più efficienti tecnologie di accumulo energetico”.
