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Celle a combustibile, il MIT rilancia

Con una nuova membrana si consuma meno metanolo e la batteria è più efficiente. Si avvicina il traguardo: poco peso e grandi durate

Roma - Le batterie a celle di combustibile al metanolo rappresentano una delle speranze future per l'alimentazione di apparecchi elettronici portatili, da cui il pubblico cerca sempre maggiore autonomia. I punti deboli sono il costo e la scarsa efficienza, ma ora grazie ad una ricerca del MIT sarà possibile inserire in fase di costruzione una particolare membrana, parte essenziale della batteria che la renderà più economica e che ne incrementerà la potenza del 50 per cento, riducendo al contempo il consumo di combustibile.

La membrana sviluppata al MITSecondo Robert Savinell, ingegnere chimico della Case Western Reserve University di Cleveland, la densità energetica di tali batterie è "comparabile alle migliori batterie ad alto rendimento". Non solo: pesano molto meno e anche per questo rappresentano una promessa per gli apparecchi portatili. In campo militare hanno ancor più da offrire, in quanto portare al seguito qualche contenitore di metanolo per rifornirle è fisicamente meno pesante che non avere con sé un elevato numero di batterie di scorta.

Gli alti costi che fino a oggi ne hanno scoraggiato la diffusione
sono dovuti alla particolare membrana interna, realizzata con un polimero molto costoso e - tra l'altro - in grado di sfruttare il combustibile con poca efficienza. Proprio su questo dettaglio è intervenuta la ricerca del MIT che, per mano dell'ingegnere chimico Paula Hammond, ha risolto gran parte dell'impasse con una speciale membrana, fatta di vari strati di polimeri, le cui proprietà elettrochimiche sono sintonizzabili con grande precisione proprio per evitare spreco di combustibile.
Savinell sottolinea che l'ingegner Hammond ha così risolto un problema che i chimici stavano tentando di superare da anni. In pratica, nella batteria da un lato della membrana il metanolo viene "derubato" di protoni ed elettroni. I protoni attraversano la membrana e, dall'altro lato, si combinano con l'ossigeno formando acqua. Gli elettroni, invece, a cui è impossibile attraversare la membrana, vengono incanalati all'esterno e impiegati come corrente elettrica.

Nello svolgimento di questo processo la membrana resta bagnata: in acqua il metanolo è estremamente solubile e le membrane convenzionali per celle a combustibile lo assorbono, lo lasciano passare e lo sprecano, rendendo tra l'altro il catodo maggiormente ossidato e meno efficiente.

"Tutti si preoccupano dell'attraversamento del metanolo", dice Merlin Bruening, chimico dell'Università del Michigan. La ricerca ha infatti tentato molti approcci per migliorare questa tecnologia e in particolare le membrane, quasi senza successo. "La sfida è proprio quella di mantenere stabilità e conducibilità per i protoni, riducendo il deflusso di metanolo", continua Bruening.

Le nuove membrane ideate dal MIT vengono costruite con una particolare tecnica, detta assemblaggio layer-by-layer (livello per livello). Si inizia con una membrana normale, sottilissima; quindi si immerge in una soluzione acquosa di polimero carico positivamente, quindi in una di polimero carico negativamente. Il processo continua alternandosi, sino alla stratificazione desiderata. Il risultato è "un dorso polimerico che resiste all'attraversamento del metanolo pur lasciando passare i protoni", spiega Paula Hammond.

In cifre, con la novità introdotta dal MIT lo spessore della membrana è di 100 nanometri (0,0001 millimetri) rispetto ad una membrana "convenzionale" che è spessa 50 micrometri, cioè 0,05 millimetri. L'attraversamento di metanolo è risultato di due ordini di grandezza inferiore e la potenza erogabile dalla batteria maggiore. Il metanolo è stato scelto per alcune sue particolari doti, tra cui l'essere liquido e di scarsa infiammabilità: "Una fonte intensa, sicura da portare al seguito", spiega l'ingegner Hammond.<

Dunque, un altro passo importante verso la rivoluzione delle batterie, verso l'adozione di sistemi innovativi di generazione dell'energia che, se da un lato minacciano i produttori di caricabatterie e le batterie tradizionali, dall'altro promettono dimensioni ridotte, leggerezza ed autonomia sinora impensabili, di grande interesse in special modo per il mercato dell'elettronica portatile. <

In questo video del MIT, un ingegnere illustra la manipolazione del film sottile di cui sono costituite le membrane.

Marco Valerio Principato

(fonte immagine)
20 Commenti alla Notizia Celle a combustibile, il MIT rilancia
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  • Se la notizia verrà confermata, sì. Ma di bufale ne abbiamo viste talmente tante in questo campo che frenerei l'entusiasmo.
  • peccato che queste siano le uniche fonti che danno la bufala...
    non+autenticato
  • http://it.wikipedia.org/wiki/Fusione_fredda#1994-2...

    "Arata, ha fatto notare, durante la conferenza che aveva preceduto l'esperimento, che tale esperimento prova in modo assolutamente evidente la capacità di produzione di discrete quantità di calore attraverso una reazione di fusione fredda, ma che comunque rimangono ancora aperti numerosi problemi per lo sfruttamento commerciale di tale tecnologia. I problemi più importanti da superare sono quelli legati al degasaggio dell'elio che si è formato all'interno delle nano-particelle, in quanto il suo accumulo in un certo qual modo avvelena la reazione, ed alla necessità di ricercare un materiale meno costoso e più abbondante del palladio utilizzato per l'esperimento."
    non+autenticato
  • Ragazzi, il metanolo viene usato da tempo e a litri per generare energia nei camper.
    Il generatore si chiama EFOY ed è montato in centinaia di camper.
    Utilizzano fustini di metanolo usa e getta.
    Guardate qua www.efoy.de
    A litri viene usato.
  • Che bello leggere queste notizie di prima mattina....
  • Premetto che di chimica ne so poco o nulla ma:

    Articolo:
    "Il metanolo è stato scelto per alcune sue particolari doti, tra cui l'essere liquido e di scarsa infiammabilità [..]"

    Wikipedia:
    "A temperatura ambiente si presenta come un liquido incolore dall'odore caratteristico. ╚ molto volatile ed estremamente infiammabile. La fiamma di metanolo è invisibile."

    Chi sbaglia?
    non+autenticato
  • .....
    boh
    .....

    interessante vedere la struttura atomica e poi fare le dovute congetture Sorride
  • Fico, quindi se brucia nemmeno te ne accorgiA bocca aperta
    non+autenticato
  • è più o meno come l'alcol...lo uso nella macchinina col motore a scoppio...e dire che è scarsamente infiammabile è una cazzata bella e buona.
    non+autenticato
  • - Scritto da: ilmassi
    > è più o meno come l'alcol...lo uso nella
    > macchinina col motore a scoppio...

    Forse non lo allunghi con l'acquaOcchiolino
    non+autenticato
  • - Scritto da: Anonimo
    > Premetto che di chimica ne so poco o nulla ma:
    >
    > Articolo:
    > "Il metanolo è stato scelto per alcune sue
    > particolari doti, tra cui l'essere liquido e di
    > scarsa infiammabilità
    > [..]"
    >
    > Wikipedia:
    > "A temperatura ambiente si presenta come un
    > liquido incolore dall'odore caratteristico. ╚
    > molto volatile ed estremamente infiammabile. La
    > fiamma di metanolo è
    > invisibile."
    >
    > Chi sbaglia?

    L'articolo. Andate a dirlo ai meccanici di formula indy e vedete che grasse risate si fanno, quando non sono impegnati a spegnersi da fiamme invisibili.
    Se non erro, una volta hanno fatto vedere anche a relatv una sequenza di un meccanico in fiamme, che veniva spento con gli estintori, anche se non si vedevano per niente le fiamme.
    non+autenticato
  • Si si, mi ricordo che una volta ho visto anche un episodio di CSI incentrato proprio sulle fiamme da metanolo invisibili a occhio nudo...
    non+autenticato
  • "Nello svolgimento di questo processo la membrana resta bagnata: in acqua il metanolo è estremamente solubile e le membrane convenzionali per celle a combustibile lo assorbono, lo lasciano passare e lo sprecano, rendendo tra l'altro il catodo maggiormente ossidato e meno efficiente."

    magari non è facilmente infiammabile perchè è dissolto in acqua?
    Ok, ma avrebbero dovuto dire che si tratta di una miscela e non del metanolo in se
    Wolf01
    3342
  • Forse il confronto è con le celle a idrogeno, che in quanto gas è molto più pericoloso in caso d'incendio.
  • Probabilmente i vapori sono estremamente infiammabili, mentre liquido no.

    Inoltre si spegne con l'acqua ... e' per quello che lo hanno scelto in per le auto da corsa.
    non+autenticato