{"id":10291,"date":"2021-06-21T10:49:59","date_gmt":"2021-06-21T08:49:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.umweltperspektiven.ch\/?p=4392"},"modified":"2022-02-09T11:06:07","modified_gmt":"2022-02-09T10:06:07","slug":"die-biologisch-abbaubare-batterie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.organisator.ch\/it\/sustainability\/2021-06-21\/die-biologisch-abbaubare-batterie\/","title":{"rendered":"La batteria biodegradabile"},"content":{"rendered":"<figure id=\"attachment_4393\" aria-describedby=\"caption-attachment-4393\" style=\"width: 680px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4393 size-medium\" src=\"\/\/www.umweltperspektiven.ch\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/Empa_SupercapacitorTeam-8875.jpg\" alt=\"Mini condensatore, batterie, supercondensatore\" width=\"680\" height=\"454\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4393\" class=\"wp-caption-text\">La batteria biodegradabile \u00e8 composta da quattro strati, che scorrono uno dopo l'altro da una stampante 3D. Il tutto viene poi ripiegato come un panino, con l'elettrolita al centro. Immagine: Gian Vaitl \/ Empa<\/figcaption><\/figure>\n<p>L'impianto di fabbricazione per la rivoluzione delle batterie sembra abbastanza innocuo: Si tratta di una stampante 3D modificata, disponibile in commercio, che si trova in una stanza nell'edificio del laboratorio dell'Empa. La vera innovazione sta nella ricetta degli inchiostri gelatinosi che questa stampante pu\u00f2 spruzzare su una superficie. La miscela coinvolta \u00e8 composta da nanofibre di cellulosa e nanocristalliti di cellulosa, pi\u00f9 carbonio sotto forma di fuliggine, grafite e carbone attivo. Per liquefare tutto questo, i ricercatori usano glicerina, acqua e due diversi tipi di alcol. Pi\u00f9 un pizzico di sale da cucina per la conducibilit\u00e0 ionica.<\/p>\n<h2><strong>Un sandwich di quattro strati<\/strong><\/h2>\n<p>Per costruire un supercapacitore funzionante da questi ingredienti, sono necessari quattro strati, tutti usciti dalla stampante 3D uno dopo l'altro: un film flessibile, uno strato conduttore di corrente, poi l'elettrodo e infine l'elettrolita. Il tutto viene poi ripiegato come un panino, con l'elettrolita al centro.<\/p>\n<p>Quello che emerge \u00e8 un miracolo ecologico. Il mini-capacitore del laboratorio Empa pu\u00f2 immagazzinare elettricit\u00e0 per ore e pu\u00f2 gi\u00e0 alimentare un piccolo orologio digitale. Pu\u00f2 sopportare migliaia di cicli di carica e scarica e probabilmente anni di stoccaggio, anche a temperature di congelamento. Inoltre, il condensatore \u00e8 resistente alla pressione e agli urti.<\/p>\n<h2><strong>Alimentazione biodegradabile<\/strong><\/h2>\n<p>Ma la cosa migliore \u00e8 che quando non ti serve pi\u00f9, puoi gettarlo nel compost o semplicemente lasciarlo nella natura. Dopo due mesi, il condensatore si \u00e8 disintegrato nei suoi componenti, lasciando solo alcune particelle di carbonio visibili. I ricercatori hanno gi\u00e0 provato anche questo.<\/p>\n<p>\"Sembra abbastanza semplice, ma non lo \u00e8 stato affatto\", dice Xavier Aeby del dipartimento Cellulose &amp; Wood Materials dell'Empa. Sono state necessarie lunghe serie di prove fino a quando tutti i parametri erano giusti, fino a quando tutti i componenti scorrevano in modo affidabile dalla stampante e il condensatore finalmente funzionava. Aeby: \"Come ricercatori, non vogliamo solo provare le cose, vogliamo anche capire cosa succede all'interno dei nostri materiali.<\/p>\n<p>Insieme al suo capo Gustav Nystr\u00f6m, Aeby ha sviluppato e implementato il concetto di stoccaggio di elettricit\u00e0 biodegradabile. Aeby ha studiato ingegneria dei microsistemi all'EPFL e si \u00e8 trasferito all'Empa per il suo dottorato. Nystr\u00f6m e il suo team hanno fatto ricerche sui gel funzionali basati sulla nanocellulosa per anni. Il materiale non \u00e8 solo una materia prima ecologica e rinnovabile, ma anche estremamente versatile grazie alla sua chimica interna.<\/p>\n<p>\"Il progetto di un sistema di stoccaggio di elettricit\u00e0 compostabile mi stava a cuore da molto tempo\", dice Nystr\u00f6m. \"Abbiamo fatto domanda per i fondi di ricerca interni all'Empa con il nostro progetto 'Printed Paper Batteries' e siamo stati in grado di iniziare le nostre attivit\u00e0 con questi fondi. Ora abbiamo raggiunto un primo obiettivo\".<\/p>\n<h2><strong>Applicazione nell'\"Internet delle cose<\/strong><\/h2>\n<p>Il supercapacitore potrebbe presto diventare un componente chiave per l'\"Internet delle cose\", prevedono Nystr\u00f6m e Aeby. \"In futuro, tali condensatori potrebbero essere caricati brevemente usando un campo elettromagnetico, per esempio, e poi fornirebbero energia per un sensore o un microtrasmettitore per ore\". Questo permetterebbe, per esempio, di controllare il contenuto dei singoli pacchi durante la spedizione. Anche l'alimentazione di sensori nel monitoraggio ambientale o nell'agricoltura \u00e8 concepibile - non \u00e8 necessario raccogliere di nuovo queste batterie, ma si potrebbe semplicemente lasciarle in natura dopo il lavoro.<\/p>\n<p>I test point-of-care, che sono attualmente in piena espansione, contribuiranno anche al crescente numero di dispositivi elettronici in miniatura. Piccoli dispositivi di test da utilizzare al capezzale del letto o dispositivi di auto-test per i diabetici sono tra questi. Gustav Nystr\u00f6m \u00e8 convinto che il condensatore di cellulosa compostabile potrebbe essere adatto anche per tali applicazioni.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4394\" aria-describedby=\"caption-attachment-4394\" style=\"width: 680px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4394 size-medium\" src=\"\/\/www.umweltperspektiven.ch\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/Empa_SupercapacitorTeam-9042.jpg\" alt=\"Mini condensatore, batterie, supercondensatore\" width=\"680\" height=\"454\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4394\" class=\"wp-caption-text\">Xavier Aeby e Gustav Nystr\u00f6m hanno sviluppato una batteria completamente stampata e biodegradabile fatta di cellulosa e altri componenti non tossici. Immagine: Gian Vaitl \/ Empa<\/figcaption><\/figure>\n<p>&nbsp;<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die Fabrikationsanlage f\u00fcr die Batterie-Revolution sieht recht harmlos aus: Es ist ein modifizierter, handels\u00fcblicher 3D-Drucker, der in einem Raum im Empa Laborgeb\u00e4ude steht. Die eigentliche Innovation liegt im Rezept f\u00fcr die gelatin\u00f6sen Tinten, die dieser Drucker auf eine Oberfl\u00e4che spritzen kann. Die Mixtur, um die es dabei geht, besteht aus Cellulose-Nanofasern und Cellulose-Nanokristalliten, dazu kommt [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":9806,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_yoast_wpseo_focuskw":"Batterie","_yoast_wpseo_metadesc":"Empa-Forscher haben einen kompostierbaren Mini-Kondensator entwickelt. 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