Passato, presente e futuro della tecnologia delle batterie

Jul 31, 2023

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Fin dalle prime scoperte dell’elettricità, le batterie si sono evolute fino a diventare la spina dorsale della tecnologia moderna, e innovazioni all’avanguardia continuano ad emergere anche oggi. Le batterie hanno consentito l’elettrificazione del mondo, rivoluzionando le industrie e liberando il potenziale tecnologico.

Ma cosa sono e come funzionano? Come sono cambiati nel corso della storia? Come saranno in futuro? Diamo un'occhiata.

In poche parole, il mondo moderno come lo conosciamo non sarebbe possibile senza le batterie. Dai dispositivi di sostentamento come i pacemaker al cellulare, le batterie alimentano i numerosi dispositivi elettronici portatili che ti circondano.

Negli ultimi decenni hanno trovato applicazione anche nei veicoli elettrici e sono pubblicizzati come la “proiettile d’argento” per il futuro dei sistemi di stoccaggio dell’energia rinnovabile. Forniscono una fonte di energia elettrica comoda e portatile, permettendoci di rimanere connessi, lavorare in modo efficiente e potrebbero rendere possibile un futuro più sostenibile se ricaricati con energia rinnovabile.

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La loro utilità deriva dalla loro capacità di immagazzinare e fornire energia elettrica su richiesta. Ciò ci consente di utilizzare dispositivi e apparecchiature anche in luoghi privi di alimentazione elettrica costante. Inoltre, le batterie sono fondamentali per l’utilizzo off-grid poiché consentono di fornire elettricità in aree isolate. Sono vitali nella risposta alle catastrofi poiché forniscono fonti di energia alternative per strutture importanti come ospedali, sistemi di comunicazione e illuminazione di emergenza.

Le innovazioni nella tecnologia delle batterie stanno guidando il progresso in vari settori. Gli esperti si impegnano costantemente per migliorare le prestazioni della batteria aumentando la densità energetica, riducendo i tempi di ricarica ed estendendo la durata complessiva. I progressi compiuti in questo campo presentano numerosi vantaggi, come il miglioramento dei dispositivi elettronici per i clienti, la facilitazione delle automobili elettriche e l’integrazione di fonti di energia rinnovabile nella rete elettrica.

Prima dell'invenzione delle "vere" batterie a metà del XVIII secolo, gli sperimentatori utilizzavano le "barattoli di Leida" per immagazzinare la carica elettrica. Questi vasi erano una prima versione di condensatori, che immagazzinavano fisicamente la loro carica e la rilasciavano tutta in una volta, a differenza delle celle elettrochimiche. Per aumentare la forza della carica, gli sperimentatori hanno collegato insieme molti barattoli.

Uno di questi sperimentatori fu Benjamin Franklin, un inventore dell'America coloniale che potrebbe aver coniato il termine "batteria elettrica" ​​per descrivere i suoi dispositivi, un gioco sul termine militare per indicare le armi che funzionano insieme.

Tuttavia, ci vorranno ancora alcuni anni prima che la vera tecnologia delle batterie inizi a fondersi. Alla fine del XVIII secolo, Luigi Galvani e Alessandro Volta condussero esperimenti con le "pile voltaiche", che sono generalmente considerate la prima batteria riconosciuta. Questi erano realizzati alternando strati di dischi di zinco e rame con strati di cartone imbevuto di salamoia, producendo un flusso continuo di energia elettrica. L'invenzione di Volta ha aperto la strada allo sviluppo di batterie in grado di immagazzinare e fornire energia elettrica.

All'inizio del 1800, John Frederic Daniell creò una batteria innovativa chiamata "cella Daniell". Questa batteria utilizzava soluzioni elettrolitiche separate con elettrodi di rame e zinco, riducendo significativamente la resistenza interna, migliorando la stabilità e aumentando l'efficienza. Si è rivelato una fonte di energia affidabile per le reti telegrafiche, rendendo possibile la comunicazione a lunga distanza.

Nel 1859, Gaston Planté creò un'invenzione rivoluzionaria nella storia delle batterie: l'ormai onnipresente batteria al piombo-acido. La prima batteria ricaricabile al mondo, utilizzava elettrodi di piombo e biossido di piombo immersi in un elettrolita di acido solforico. Questa invenzione è stata rivoluzionaria nello stoccaggio dell’energia, aprendo le porte all’uso estensivo delle batterie in diversi campi. Questi includevano i primi veicoli elettrici, nonché sistemi di alimentazione stazionari.