La convinzione che la ricarica rapida riduca la durata delle batterie potrebbe presto essere superata. Un gruppo di ricercatori statunitensi ha dimostrato che, almeno nel caso delle batterie zinco-ione, avviene l’esatto contrario: caricandole ad alte correnti non si danneggiano, ma diventano persino più stabili e durature.
Il risultato arriva dal team guidato da Hailong Chen, professore associato presso la George W. Woodruff School of Mechanical Engineering del Georgia Tech, che ha osservato un comportamento inatteso e opposto a quello riscontrato finora con le più diffuse batterie agli ioni di litio. Mentre queste ultime rischiano surriscaldamenti e degrado quando sottoposte a cicli di ricarica accelerata, le celle allo zinco reagiscono in modo sorprendentemente virtuoso.
Il punto debole delle batterie zinco-ione era finora la formazione dei cosiddetti dendriti: piccole strutture aghiformi di metallo che, crescendo durante la ricarica, possono perforare i separatori interni e causare cortocircuiti. Il fenomeno compromette la sicurezza e riduce la vita utile della batteria. L’esperimento condotto negli Stati Uniti ha però mostrato che la ricarica veloce impedisce la crescita di queste strutture, favorendo invece la formazione di strati di zinco uniformi e compatti, paragonabili a libri ben ordinati sugli scaffali.
Le batterie al litio dominano oggi il mercato, alimentando smartphone, computer portatili ed auto elettriche, ma presentano limiti sempre più difficili da ignorare: costi elevati, rischio di incendi, difficoltà di riciclo e forte dipendenza da materie prime scarse. Lo zinco, al contrario, è abbondante, economico, facilmente reperibile e soprattutto non infiammabile. Inoltre, essendo più semplice da riciclare, offre un vantaggio ambientale notevole.
Il gruppo di ricerca ha potuto osservare in tempo reale il comportamento del materiale grazie a uno strumento innovativo, capace di monitorare centinaia di condizioni di ricarica contemporaneamente. Non si trattava quindi solo di verificare se la batteria funzionasse o meno, ma di seguire in diretta il modo in cui lo zinco si depositava sul polo negativo.
I prossimi passi non sono meno ambiziosi. La soluzione riguarda infatti l’anodo, ma restano da ottimizzare i materiali del catodo e valutare miscele di zinco con altri elementi per migliorarne ulteriormente la resistenza. Come ha sottolineato Chen, l’idea che una batteria possa migliorare se ricaricata in fretta «cambia il modo in cui pensiamo al design delle batterie e al loro utilizzo». Inutile rimarcare i possibili vantaggi di una soluzione simile se diventasse applicabile a tutta l'elettronica di consumo, e non solo. Non resta che sperare in ulteriori progressi.
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