CANADAUn’innovativa batteria estensibile e lavabile

Un team di ricercatori della University of British Columbia (UBC) ha sviluppato una batteria con caratteristiche davvero particolari: è flessibile, elastica e può essere lavata. La batteria, infatti, continua a funzionare anche se viene attorcigliata su se stessa, allungata sino al doppio della sua lunghezza e, addirittura, persino se viene sottoposta a più cicli di lavaggio.
Il dispositivo nasce per rispondere alla crescente esigenza di alimentatori per l’elettronica indossabile. Si tratta di tessuti hi-tech dalle molteplici funzioni, in grado ad esempio di tracciare lo stato di salute, monitorare la respirazione e fornire in tempo reale i parametri vitali di chi li indossa, oppure indumenti che possano comunicare fra loro o, più semplicemente, ricaricare lo smartphone. Se però è vero che le batterie flessibili non sono certo una novità, fino ad ora non si era mai riusciti ad avere una batteria flessibile che fosse al tempo stesso anche lavabile.
«L’elettronica indossabile rappresenta un grande mercato e le batterie estensibili sono essenziali per il suo sviluppo. Tuttavia sino ad ora le batterie estensibili non sono state lavabili. Questa è un’aggiunta fondamentale se devono soddisfare le esigenze dell’uso quotidiano», ha affermato Ngoc Tan Nguyen, scienziato del team che ha realizzato il dispositivo.
Per ottenere ciò, i ricercatori della UBC hanno completamente cambiato i materiali utilizzati nella creazione di batterie. Nei dispositivi tradizionali, gli strati interni sono formati da materiali duri racchiusi in un esterno rigido. Il team ha invece reso estensibili i composti chiave, in questo caso zinco e biossido di manganese, macinandoli in piccoli pezzi e poi incorporandoli in una plastica gommosa (polimero o SIBS). Il risultato è un dispositivo composto da strati ultrasottili di SIBS avvolti da un involucro dello stesso polimero. Questo design crea una chiusura ermetica e impermeabile che garantisce l’integrità della batteria dopo un uso ripetuto.
Questa tecnica di progettazione ha quindi reso possibile una batteria che può essere allungata fino al doppio della sua lunghezza normale e in grado di conservare ancora il 75% della sua capacità dopo 500 cicli di ricarica. Nei test effettuati, inoltre, il dispositivo ha superato indenne 39 cicli di lavaggio in lavatrice. «Abbiamo sottoposto i nostri prototipi a un ciclo di lavaggio effettivo sia in lavatrici domestiche che commerciali. Sono usciti intatti e funzionali. Ed è così che sappiamo che questa batteria è veramente resistente», ha dichiarato Bahar Iranpour, uno degli scienziati al lavoro sul progetto.
I materiali utilizzati nei prototipi presentano altri vantaggi. Rispetto agli ioni di litio, infatti, il biossido di zinco e il manganese sono composti sicuri e non tossici, che possono entrare in contatto con la pelle senza provocare problemi. Inoltre, si tratta di materiali incredibilmente economici, e quindi anche le batterie, grazie alla produzione su larga scala, saranno economiche.
Nonostante il team sia quotidianamente al lavoro per aumentarne potenza e durata, questa innovativa batteria potrebbe uscire dai laboratori molto presto, essendo infatti già sul tavolo alcune proposte commerciali per utilizzarla in vestiti e dispositivi bio-medici. Lo studio è stato pubblicato su Advanced Energy Materials.