di Cristian Manzoni
Il 2050 è stato definito l’anno limite per “invertire la rotta” e abbattere le emissioni di gas serra. Per raggiungere questo obiettivo, stiamo intraprendendo la strada della transizione ecologica, un modello che si basa su tre punti cardine:
- Produrre energia pulita
- Utilizzare veicoli elettrici
- Accumulare in maniera efficace l’energia
Probabilmente non ci abbiamo mai pensato, ma quanta energia consumano i nostri smartphones? Quanto costa al pianeta mandare un selfie, un messaggio, ascoltare una canzone. Se tutte le persone in Italia caricassero il loro smartphone una volta al giorno (e sappiamo che succede per davvero), quante centrali elettriche servirebbero per fornire tutta questa energia?
L’antenato delle moderne batterie è la pila, che Alessandro Volta inventò nel 1799 ispirato dagli studi di Galvani sulle rane. Il nome pila deriva proprio dalla sua forma, simile a una fila di piatti impilati uno sull’altro. La struttura di quella pila è, per vari aspetti, rimasta fino ai giorni nostri.
Esistono oggi due tipi di batterie, semplicemente chiamate primarie e secondarie, in base alla loro struttura e all’utilizzo. Le primarie, come la pila di Volta, erogano energia fino al loro esaurimento, dopodiché devono essere buttate. Le secondarie, invece, sono ricaricabili: ricoprono perciò un ruolo essenziale nella transizione ecologica, e sono oggetto di studio ormai da diversi anni.
Avere le batterie sempre cariche è per molti motivo di ansia. Forse proprio per non farsi trovare impreparati nelle situazioni più critiche, a qualcuno sono venute idee di tutti i colori per non sprecare neanche un po’ di energia… Per fortuna c’è anche un intenso lavoro di ricerca scientifica volta allo sviluppo di meccanismi e materiali innovativi che contribuiscono al miglioramento delle prestazioni delle batterie, ma con il minore impatto ambientale possibile. Fra questi materiali c’è anche il grafene, che per la sua struttura possiede straordinarie proprietà meccaniche ed elettriche.
Proprio per i loro studi sul grafene, due ricercatori dell’università di Manchester, Andre Geim e Kostya Novoselov, ricevettero nel 2010 il premio Nobel per la fisica. Curiosamente, come accadde anche per Volta, pure le ricerche di uno dei due furono influenzate dalle rane, che lo portarono anche a vincere l’ignobel. Fu l’unico scienziato nella storia a meritarsi entrambi i premi. Grazie alle sue proprietà, il grafene contribuisce in maniera importante al miglioramento delle proprietà di carica delle batterie. La strada però è ancora lunga, perché molti problemi vanno ancora risolti: le attuali batterie sfruttano infatti litio, nichel, manganese e cobalto, materiali pregiati la cui estrazione è rischiosa per l’ambiente e le persone.
