Nanotecnologie: il futuro sostenibile dell’energy storage passa da qui

Un report realizzato da scienziati internazionali sottolinea l’importanza dei nanomateriali per fare energy storage e provvedere a un futuro energetico più sostenibile

a cura di Andrea Ballocchi

Indice degli argomenti:

• Energy storage: gli sviluppi dei nanomateriali
• Green energy storage: i vantaggi offerti dai nanomateriali”

Le nanotecnologie potrebbero cambiare drasticamente gli scenari del futuro energetico, in particolare le potenzialità legate all’energy storage. Secondo alcuni scienziati statunitensi i nanomateriali potrebbero rendere l’accumulo di energia abbastanza versatile da evolvere con il cambiamento nell’approvvigionamento energetico sempre più mirato a scelte sostenibili. 

Energy storage: gli sviluppi dei nanomateriali

La sfida di creare le condizioni per un futuro energetico sostenibile è un’impresa enorme. Ma tutto dipende dalle particelle cariche che si muovono attraverso materiali invisibilmente piccoli, sottolinea in una nota la Drexel University, in cui opera Yury Gogotsi, principale autore del report – scritto da un team internazionale e pubblicato sulla rivista Science – che mette in luce il ruolo della nanotecnologia per lo stoccaggio energetico.

Qui si evidenzia in particolare il ruolo della ricerca nel campo dei nanomateriali per l’accumulo dell’energia: proprio la ricerca ha permesso il balzo in avanti necessario per utilizzare al meglio le fonti di energia sostenibile.

“La maggior parte dei problemi legati alla sostenibilità possono essere ricondotti alla necessità di un migliore stoccaggio dell’energia”, ha affermato Yury Gogotsi, docente al Drexel University’s College of Engineering.

Lui e il team di studiosi (tra cui anche un’esponente dell’Istituto Italiano di Tecnologia) hanno realizzato un’analisi completa sullo stato della ricerca sull’immagazzinamento dell’energia che coinvolge i nanomateriali e suggeriscono la direzione che la ricerca e lo sviluppo devono prendere affinché tale comparto tecnologico abbia pieno valore. Lo stesso Gogotsi ha evidenziato come molti dei più grandi successi ottenuti nell’energy storage negli ultimi anni sono dovuti all’integrazione di questo tipo di materiali, la cui introduzione “è un processo graduale e vedremo sempre più materiali su scala nanometrica all’interno delle batterie in futuro”. 

Green energy storage: i vantaggi offerti dai nanomateriali

Per molto tempo le batterie sono state progettate basandosi principalmente sulla ricerca progressiva di materiali energetici migliori e sulla loro combinazione per immagazzinare più elettroni. Ma, più recentemente, gli sviluppi tecnologici hanno permesso agli scienziati di progettare i materiali dei dispositivi di accumulo dell’energia elettrica per servire meglio queste funzioni di trasmissione e immagazzinamento.

I nanomateriali a strati bidimensionali sono tra quelli considerati dagli scienziati pronti a operare una rivoluzione nei dispositivi di accumulo di energia e a consentire un uso diffuso delle risorse energetiche rinnovabili. (fonte: Drexell University)

Questo processo, chiamato nanostrutturazione, ha condotto diversi componenti a ridursi su scala nanometrica e presentarsi così come nuovi componenti di batterie, condensatori e supercondensatori. Le loro caratteristiche di forma e di superficie garantiscono migliori prestazioni.

L’efficacia dei nanomateriali ha persino permesso agli scienziati di ripensare il design di base delle batterie stesse che, grazie ai materiali nanostrutturati possono ridurre sensibilmente prezzi e dimensioni; inoltre, con queste migliorie, la loro forma non è più un fattore limitante per i dispositivi che alimentano.

Nanotecnologie per l’energy storage: il ruolo della ricerca

Ora la ricerca deve puntare a ottimizzare alcuni aspetti e superare alcuni problemi ancora oggi presenti. I ricercatori del report suggeriscono che per trasformare in realtà le potenzialità offerte dai nanomateriali sarà necessario aggiornare alcuni processi produttivi e la ricerca per garantire la stabilità dei materiali man mano che le loro dimensioni aumentano.

Ma le potenzialità ci sono tutte ed è lì che industria e ricerca dovranno impegnarsi per rendere le promesse della nanotecnologia una realtà concreta.

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