La nuova fotobatteria organica integrata monolitica raggiunge un alto potenziale di scarica di 3,6 volt ed è in grado di alimentare dispositivi in miniatura
La minuscola batteria fotovoltaica che si ricarica con il sole. Un team di ricercatori delle università di Friburgo e Ulm, in Germania, ha sviluppato una nuova fotobatteria organica integrata monolitica in grado di alimentare dispositivi in miniatura. La batteria, che raggiunge un alto potenziale di scarica di 3,6 volt, è la prima a raggiungere questo livello di energia con materiali organici.
La novità principale della batteria è la combinazione di generazione fotovoltaica efficiente e immagazzinamento dell’energia in un unico componente compatto. Questo rende la batteria potenzialmente utilizzabile in pratica per l’alimentazione di vari dispositivi. La batteria inoltre si carica rapidamente, superando molti limiti degli attuali mini-accumulatori.
Le dimensioni minime della batteria la rendono utilizzabile per applicazioni avanzate e minuscole, completamente scollegate dalla rete. I dispositivi e i sensori intelligenti collegati in rete possono migliorare l’efficienza energetica dei prodotti di consumo e degli edifici monitorandone il consumo in tempo reale.
Come funziona la batteria
La fotobatteria è composta da una cella solare organica multigiunzione, che combina diversi strati attivi per convertire la luce in energia elettrica, e da una batteria a doppio ione, che è in grado di essere caricata ad alte correnti.
La cella solare multigiunzione raggiunge tensioni relativamente elevate, pari a 4,2 volt. La batteria a doppio ione, invece, è in grado di caricarsi rapidamente in meno di 15 minuti con capacità di scarica fino a 22 milliampereora per grammo (mAh g-1).
In combinazione con un potenziale di scarica medio di 3,6 volt, i dispositivi possono fornire una densità energetica di 69 milliwattora per grammo (mWh g-1) e una densità di potenza di 95 milliwatt per grammo (mW g-1).
Perché è importante
La nuova fotobatteria organica integrata monolitica rappresenta un importante passo avanti nello sviluppo di questa tecnologia. Le sue dimensioni minime e la capacità di caricarsi rapidamente la rendono adatta a una vasta gamma di applicazioni.
I ricercatori ritengono che la batteria possa essere utilizzata per alimentare dispositivi intelligenti, come sensori e etichette RFID, che sono sempre più diffusi negli ambienti urbani. Può essere utilizzata anche per alimentare dispositivi medici indossabili, come smartwatch e monitor per la glicemia.
Prospettive future
I ricercatori stanno attualmente lavorando per migliorare le prestazioni della batteria, aumentando la sua densità energetica e di potenza. Stanno anche studiando nuovi materiali per la cella solare e la batteria, che potrebbero portare a ulteriori miglioramenti.