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26.12.2020 - 08:000

Scienziati riescono a trasformare i mattoni in batterie

I comuni mattoni rossi possono diventare accumulatori di energia e alimentare piccoli dispositivi o luci LED in casa

In un articolo pubblicato su Nature Communications, un team di scienziati della Washington University di St. Louis, guidati da Hongmin Wang, ha dimostrato che dei normali mattoni da costruzione possono essere trattati con una procedura chimica per fornire loro la capacità di accumulo di energia proprio come una batteria.
I ricercatori lavorano a questo progetto da quattro anni, pochi se si considera che la batteria a litio ha impiegato 15 anni per entrare in commercio. Lo studio si trova ancora in una fase preliminare, ma ci sono buoni presupposti per riuscire a trasformare i comuni mattoni cotti usati in edilizia in “elettro-mattoni” grazie all’ossidazione degli elementi ferrosi presenti all’interno di essi.
Come spiegano gli scienziati, il mattone cotto ha una storia di 5.000 anni e risulta essere uno dei materiali più durevoli al mondo. I mattoni rossi, nello specifico, presentano questa colorazione perché sono costituiti da elementi ferrosi. Generalmente, infatti, sono composti da silice, alluminia ed ematite, dalla quale prendono appunto la colorazione rossastra e che è l’elemento che più interessa i ricercatori della Washington University.
L’ematite è un minerale del ferro, un ossido che tutt’oggi è un precursore inorganico a basso costo per catalizzatori, magneti e leghe di vario tipo. Dall’ematite vengono prodotti moltissimi materiali usati per lo stoccaggio dell’energia e nelle batterie zinco-aria e agli ioni di litio. Il mattone, essendo naturalmente poroso, si presta bene per esserne rivestito con un sottile strato che risulterebbe essenziale per poterlo trasformare in un elettro-mattone.
Il procedimento che crea il rivestimento si ottiene riscaldando il mattone in un involucro insieme all’acido cloridrico e a un composto organico il cui acronimo è EDOT. Evaporando, le due sostanze si condensano sulla superficie rugosa e irregolare del mattone. L’acido dissolve una parte del minerale di ferro, liberandone gli atomi, che poi aiutano le molecole organiche a legarsi per formare catene polimeriche, chiamate PEDOT, che quindi ricoprono la superficie. Il polimero assume così l’aspetto di microscopiche fibre aggrovigliate che formano uno strato continuo ed elettricamente conduttivo su ogni faccia del mattone, che acquista una colorazione blu.
In questo modo, il mattone è pronto per ricevere energia. Per verificare l’efficacia dei loro elettro-mattoni, i ricercatori hanno cablato in serie tre unità di piccoli mattoni delle dimensioni di una zolletta di zucchero. Dopo una carica completa in 15 secondi, questo sistema ha alimentato un LED per circa 11 minuti prima che la tensione scendesse dai 2,7 volt iniziali a meno dei 2,5 volt necessari per far rimanere il LED acceso.
Gli scienziati hanno calcolato che una parete formata da elettro-mattoni possa contenere circa 1,6 Wh per ogni metro quadrato di superficie. Un muro di tre metri per quattro, quindi, potrebbe contenere circa 20 Wh di elettricità. Una quantità piuttosto bassa a dire il vero, ma l’intento è quello di utilizzare i muri delle abitazioni per alimentare luci LED o piccoli dispositivi come smartphone e oggetti simili.

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