La tecnologia delle batterie degli smartphone è abbastanza buona in questi giorni. Ma se c’è una cosa di cui gli amanti dei gadget non ne avranno mai abbastanza, è la promessa di una migliore durata della batteria. Non sarebbe fantastico se i nostri telefoni durassero due o tre giorni interi di uso intenso con una sola carica? E un’intera settimana? Con le batterie al grafene, questo potrebbe non essere un sogno irrealizzabile.

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Le batterie al grafene non stanno ancora alimentando smartphone e altri gadget, ma la tecnologia sta progredendo. In futuro, il grafene potrebbe essere il materiale che sostituisce le batterie agli ioni di litio su cui l’industria tecnologica ha fatto affidamento per decenni.

Abbiamo già scritto del grafene alcune volte qui ad Android Authority. Sembra una di quelle tecnologie con un mucchio di promesse ma che è perennemente dietro l’angolo. Mentre siamo ancora lontani dalla commercializzazione delle tecnologie del grafene, comprese le batterie, è ancora qualcosa che vale la pena tenere sul tuo radar.

Ecco tutto quello che devi sapere sulle batterie al grafene.

Che cos’è una batteria al grafene?

Prima di addentrarci nella batteria al grafene, vale la pena ricordare rapidamente cos’è il grafene e come funziona.

In breve, il grafene è una composizione di atomi di carbonio strettamente legati in una struttura esagonale o a nido d’ape. Ciò che rende il grafene così unico è che questa struttura è solo uno strato atomico di spessore, rendendo essenzialmente un foglio di grafene bidimensionale. Questa struttura 2D produce proprietà molto interessanti, tra cui un’eccellente conduttività elettrica e termica, alta flessibilità, alta resistenza e basso peso. Ciò che ci interessa particolarmente è la conduttività elettrica e termica, che è effettivamente superiore al rame – l’elemento metallico più conduttivo.

I supercapacitori consentono batterie che durano molto più a lungo e si caricano quasi istantaneamente

Quando si tratta di batterie, le capacità del grafene possono essere utilizzate in diversi modi. L’uso ideale del grafene come batteria è come “supercapacitore”. I supercapacitori immagazzinano corrente proprio come una batteria tradizionale, ma possono caricare e scaricare incredibilmente velocemente.

Il trucco irrisolto con il grafene è come produrre economicamente in massa i fogli supersottili per l’uso nelle batterie e in altre tecnologie. I costi di produzione sono proibitivi al momento, ma la ricerca sta aiutando a rendere le batterie al grafene una realtà.

Nel 2017, Samsung ha annunciato una svolta con la sua “palla di grafene”. Anche se da allora non abbiamo più sentito nulla. Più di recente è emerso che anche Telsa sarebbe interessata alla tecnologia per le batterie automobilistiche.

Graphene vs ioni di litio

Proprio come le batterie agli ioni di litio (Li-ion), le celle al grafene utilizzano due piastre conduttive rivestite di un materiale poroso e immerse in una soluzione elettrolitica. Ma mentre la loro composizione interna è abbastanza simile, le due batterie offrono caratteristiche diverse.

Il grafene offre una maggiore conducibilità elettrica rispetto alle batterie agli ioni di litio. Questo permette di avere celle che si caricano più velocemente e che sono in grado di erogare anche correnti molto elevate. Questo è particolarmente utile per le batterie per auto, per esempio, o per la ricarica veloce da dispositivo a dispositivo. L’alta conduttività termica significa anche che le batterie sono più fresche, prolungando la loro durata di vita anche in casi angusti come uno smartphone.

Le batterie al grafene sono anche più leggere e sottili delle attuali celle agli ioni di litio. Questo significa dispositivi più piccoli e sottili o capacità maggiori senza richiedere spazio extra. Non solo, ma il grafene permette capacità molto più elevate. Gli ioni di litio immagazzinano fino a 180Wh di energia per chilogrammo, mentre il grafene può immagazzinare fino a 1.000Wh per chilogrammo.

Infine, il grafene è più sicuro. Mentre le batterie agli ioni di litio hanno un ottimo record di sicurezza, ci sono stati alcuni incidenti importanti che hanno coinvolto prodotti difettosi. Il surriscaldamento, il sovraccarico e la perforazione possono causare squilibri chimici nelle batterie agli ioni di litio che portano al fuoco. Il grafene è molto più stabile, flessibile e forte, ed è più resistente a tali problemi.

Non è necessario avere l’uno o l’altro però. Le batterie Li-ion possono usare il grafene per migliorare le prestazioni del conduttore catodico. Questi sono conosciuti come ibridi grafene-ossido di metallo. Le batterie ibride hanno un peso inferiore, tempi di carica più veloci, maggiore capacità di immagazzinamento e una durata di vita più lunga delle batterie attuali. Le prime batterie al grafene per i consumatori saranno probabilmente ibride.

Che cosa significano le batterie al grafene per gli smartphone

I futuri smartphone con celle di alimentazione al grafene presenteranno i vantaggi sopra descritti. I portatili si caricherebbero ancora più velocemente (guarda i risultati quando abbiamo testato un powerbank al grafene nel video in cima a questo articolo), la durata della batteria durerebbe facilmente un giorno o due, se non di più, e i dispositivi potrebbero essere più sottili e leggeri.

Il passaggio al grafene potrebbe offrire il 60% o più di capacità rispetto alla batteria agli ioni di litio delle stesse dimensioni. In combinazione con una migliore dissipazione del calore, le batterie più fredde estenderanno anche la durata di vita dei dispositivi. Non sarà necessario pagare per costose sostituzioni di batterie dopo un paio d’anni per mantenere i vostri vecchi dispositivi in ottime condizioni.

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Le batterie al grafene permetterebbero agli smartphone di essere più sottili o di offrire una maggiore capacità della batteria mantenendo le loro attuali proporzioni. Ci sono anche interessanti implicazioni per la ricarica veloce da dispositivo a dispositivo. Con batterie in grado di supportare correnti molto elevate e tempi di ricarica e scaricamento rapidissimi, i gadget potrebbero caricarsi l’un l’altro a velocità super-veloci.

Anche se la tecnologia delle batterie al grafene rimane lontana qualche anno, è una prospettiva allettante per i futuri smartphone, gadget, veicoli elettrici e molto altro. È da tenere d’occhio.