Tesla, report di produzione Q2 2018

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Passano gli anni, arrivano nuove tecnologie, ma ad alimentare smartphone e tablet sono sempre le care “vecchie” batterie agli ioni di litio che, nonostante migliorie su durata e tempi di ricarica, è evidente che nel futuro prossimo faranno sempre più fatica a garantire energia sufficiente ai dispositivi elettronici di domani. L'incertezza di arrivare a fine giornata con lo smartphone ancora carico sarà quindi un problema sempre più concreto.

Un po' di storia

Sono passati quasi trentanni e la tecnologia che alimenta gli smartphone (ma non solo) è sempre la stessa: la batteria agli ioni di litio. Realizzata per la prima volta nel 1912 da Gilbert N.Lewis e ottimizzata da John B. Goodenough negli anni '80, la batteria agli ioni di litio è stata commercializzata nel 1991 da Sony. Da allora a dare vita a smartphone, notebook e tablet è sempre lei.
Ma esistono, oggi, delle alternative valide?
Ecologica e prestante: idrogeno

Una delle alternative di cui si parla più spesso sono le batterie a idrogeno. Presentata nel novembre del 2015 dalla società inglese Intelligent Energy, questa soluzione si vociferava avrebbe garantito addirittura un'autonomia di una settimana, con il valore aggiunto di un tipo di energia ad impatto zero sull'ambiente (e quindi totalmente ecologica).
Il suo funzionamento si basa sulla reazione chimica generata dalla trasformazione dell'idrogeno in acqua attraverso l'ossigeno, il tutto mediato da un catalizzatore e un elettrolita. Dalla reazione si crea del vapore acqueo espulso dal dispositivo attraverso delle apposite griglie di ventilazione. Per quanto riguarda la ricarica, niente di molto diverso da quanto fatto oggi: è sufficiente inserire in uno slot una cartuccia di polvere di idrogeno. E qui entra in gioco un problema, probabilmente quello che non ha permesso a questa batteria di entrare sul mercato: la cartuccia costa circa 3 euro, il che significa che, moltiplicato per le 50 settimane in un anno, questa soluzione costerebbe 150 euro all'anno. Un costo che evidentemente non tutti sarebbero disposti a sostenere per un'operazione tanto semplice e “scontata” come la ricarica dello smartphone.
Dopo l'annuncio in pompa magna a fine 2015, delle batterie ad idrogeno di Intelligent Energy non si è sentito quasi più parlare, e l'ipotesi di vederle commercializzate nei nuovi smartphone è presto tramontata. Inoltre la società – i cui ricavi sono passati da 92 milioni di sterline del 2016 ai 21 milioni di sterline dello scorso anno – è stata ceduta ad un azionista nell'ottobre del 2017 per 19,5 milioni di sterline. Operazione che, secondo quanto riferito dall'azienda stessa (che però non sta rilasciando attualmente cifre aggiornate sul fatturato), permetterà di “attraversare un periodo di maggiore investimento ed espansione della propria offerta di prodotti”.
La 'ibrida': litio-zolfo

Meno ecologiche e caratterizzata da una certa instabilità, le batterie litio-zolfo sono sempre rimaste un'alternativa solo sulla carta, ma una recente ricerca dell'Università di Dallas ha aperto la strada ad una rivalutazione di questa soluzione energetica.
Come risaputo, lo zolfo è un pessimo conduttore elettrico e già dopo pochi cicli di ricarica può diventare instabile (e quindi pericoloso). A nulla sono valsi i tentativi sperimentali di rendere più stabile questa soluzione, spesso tra l'altro troppo costosa per poter sperare in una commercializzazione su larga scala. Tuttavia, i ricercatori dell'Università di Dallas hanno trovato un fondamentale alleato nel molibdeno, un metallo che quando combinato con due atomi di zolfo genera un materiale che si adatta allo spessore del rivestimento. Un buon rimedio, che rende lo zolfo più affidabile. Resta però ancora il problema del veloce degradamento degli elettrodi. La stessa Sony sta lavorando per migliorare questa promettente tecnologia, e alcune indiscrezioni vogliono la messa sul mercato di questo prodotto già entro i prossimi quattro anni.
Ma le prestazioni? Le batterie litio-zolfo garantiscono una densità energetica superiore del 40% rispetto alla batteria tradizionale, e anche i costi di produzione dovrebbero essere inferiori. Una soluzione intermedia insomma, che potrebbe però dare adito a cambiamenti più radicali in futuro.
Leggi anche: 6 errori da evitare quando ricarichi la batteria dello smartphone
La supersottile: grafene


Pixabay
Quella dei supercondesatori al grafene – tecnologia tutta italiana mostrata all'ultimo Mobile World Congress di Barcellona – è senza dubbio una delle alternative più avveniristiche, fantascientifiche e affascinanti viste sinora, ma anche quella più difficilmente percorribile in tempi brevi.
Questa batteria – flessibile e con tempi di ricarica molto veloci – nasce dalla grafite, che viene esfoliata (tramite un processo brevettato dall'Istituto Italiano di Tecnologia), e i fogli ricavati vengono poi sovrapposti insieme a due membrane poroso a base di grafene, spesse come un atomo, e una membrana polimerica bagnata da un elettrolita. Quello che si ottiene è un materiale sottilissimo e che ben si integra con gli indumenti, e può anche essere inserito sottopelle.
Ricarica completa in 60 secondi: alluminio-grafite

Ideata dalla Stanford University, la batteria in alluminio è in grado di ricaricare completamente uno smartphone in 60 secondi (e un'automobile elettrica in pochi minuti). Purtroppo, in questo momento, l'output di soli 1.5v non permette di alimentare uno smartphone (e qualsiasi altro dispositivo elettronico), ma ibridandola con la grafite la densità di energia potrebbe incrementare significativamente (un catodo in alluminio con carica negativa e un anodo di grafite).
Al momento siamo lontanissimi dall'avere fra le mani una batteria idonea al mercato, ma si tratta indubbiamente di una delle soluzioni più fattibili nel medio-lungo termine.
Ioni di litio immersi nella schiuma

La startup del Colorado Prieto Battery sta studiando una batteria decisamente singolare: una soluzione che si basa su un substrato di schiuma di rame. Queste particolari batterie non solo sono potenzialmente più sicure – in quanto non hanno nessun elemento infiammabile, a differenza di quelle classiche – ma possono anche offrire una maggior durata (la struttura tridimensionale permette infatti di immagazzinare un maggior quantitativo di ioni di litio rispetto alle soluzioni standard), una ricarica più rapida e sono più economiche da realizzare.
Prieto ha fatto sapere che queste batterie potrebbero alimentare piccoli dispositivi o indossabili, ma in futuro non si esclude la possibilità di vederli su smartphone o automobili. Annunciati nel 2015, Prieto annunciò il suo arrivo sul mercato nel 2017 ma, ad oggi, ancora non si hanno più notizie.
Ricaricare gli smartphone con gli ultrasuoni


New York Times
Una tecnologia molto interessante scoperta quattro anni fa dall'astrobiologa Meredith Perry: caricare lo smartphone tramite gli ultrasuoni, con una discreta efficienza.
Gli ultrasuoni vengono trasformati in energia elettrica attraverso un trasmettitore spesso 5mm e poco più grande di un cellulare (vedi foto), e che riescono a ricaricare gli smartphone equipaggiati con un piccolo ricevitore.
Ma come realizzarlo nel concreto? L'idea potrebbe essere quella di installare diversi di questi trasmettitori alle pareti, magari come una sorta di arte decorativa per la casa o anche ambienti pubblici. In questo modo i dispositivi si ricaricheranno mentre ci si trova nelle vicinanze di questi pannelli. Una soluzione che lascia ancora molti dubbi sulla sua applicabilità, ad esempio, il fatto che queste onde ad ultrasuoni – sebbene non percepite dall'uomo – potrebbe infastidire gli animali.
Alternative al power bank: sole e musica


Il cellulare Alcatel a luce solare. Pocket Lint
Come alcune vecchie calcolatrici, Alcatel ha realizzato un cellulare con un piccolo pannello solare trasparente incorporato nello schermo e che permette agli utenti di ricaricarlo semplicemente esponendolo alla luce naturale. Una soluzione interessante per ricaricare la batteria degli smartphone durante le giornate di sole, invece di utilizzare un decisamente più scomodo power bank.
Alcuni ricercatori del Regno Unito hanno sviluppato un telefono in grado di ricaricarsi sfruttando il suono ambientale. Il dispositivo è stato realizzato basandosi su un principio chiamato effetto piezoelettrico, grazie al quale i nanogeneratori sono in grado di “immagazzinare”il rumore ambientale – anche voce umana – e convertirlo in energia elettrica.
Ioni di litio e sabbia: efficienza triplicata

Altra soluzione interessante riguarda la possibilità di “potenziare” l'efficienza della batteria con la sabbia. Sì, proprio quella che troviamo sulle spiagge.
Si tratta di un tipo particolare di batteria agli ioni di litio realizzata dai ricercatori dell'Università della California che sostituisce la grafite come materiale per l'anodo con nano particelle di silicio a costo ridotto ricavate dalla sabbia, o meglio, dal quarzo di cui è ricca. Questo permetterebbe alle batterie agli ioni di litio di passare da 1 giorno di autonomia a tre giorni.
Più sicure: batterie allo stato solido

La stessa tecnologia che ha portato ad un nuovo livello l'archiviazione dei dati su computer potrebbe migliorare anche le batterie. Stiamo parlando dell'unità a stato solido (Ssd), che potrebbe garantire non solo vantaggi in termini di efficienza e packaging, ma anche a livello di sicurezza: il rischio incendio è praticamente ridotto a zero e, almeno teoricamente, le batterie allo stato solido potrebbero durare a vita e il tempo non dovrebbe incidere sulla loro efficienza.
Anche in questo caso si tratta solamente di ipotesi e sperimentazioni che difficilmente troveranno una loro concretizzazioni sul mercato in tempi brevi, o forse non la troveranno mai. „