Brevetto italiano per cellulari che si ricaricano durante l’uso
Dall’Istituto per la Microelettronica e Microsistemi del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) di Catania arriva la nuova tecnologia adatta alla realizzazione di una micro-cella a combustibile da applicare direttamente all’interno del microchip in silicio. Questa nuova tecnologia permette di generare corrente elettrica usando idrogeno o metanolo come combustibile per sistemi che si auto rigenerano, evitando cosi l’obbligo di dipendere da una presa elettrica per ricaricarsi.
Motivo di questa ricerca è il problema che le batterie convenzionali non sono al momento in grado di fornire potenza in volumi sempre più ridotti e fortemente limitate dal punto di vista dell’autonomia, soprattutto in funzione di dispositivi sempre più multimediali e che quindi richiedono maggiori quantità di energia.
Attraverso l’impiego di nanotecnologie sono state ridotte a dimensioni microscopiche le architetture utilizzate per le celle macroscopiche, rendendo possibile inserire chip e sistemi con canali di pochi micron di profondità.
«Attraverso complessi processi fotolitografici ed elettrochimici -spiegano Corrado Spinella e Giuseppe D’Arrigo, dell’Istituto per la Microelettronica e Microsistemi del CNR di Catania- la parte di silicio sovrastante ciascun microcanale, viene convertita in una struttura nano-porosa». «Il silicio poroso -aggiungono Spinella e D’Arrigo- viene poi permeato con cluster nanometrici di metalli catalizzatori, quali platino, palladio o rutenio, che hanno la funzione di innescare le reazioni di ossido-riduzione per la produzione di corrente elettrica nella cella». «Alla fine -concludono i due ricercatori- il silicio contenente i cluster catalizzatori è impregnato con una membrana polimerica per lo scambio protonico».
«Le competenze del gruppo IMM di Catania, -sottolinea il Cnr- la strumentazione sofisticata per il controllo dei processi chimici ed elettrochimici per la microlavorazione del silicio, la collaborazione e l’interesse di STMicroelectronics che ha messo a disposizione i propri laboratori fotolitografici e le proprie tecnologie, hanno permesso di raggiungere risultati che la comunità scientifica internazionale del settore considera alla frontiera». Tanto che la rivista britannica Fuel Cell Bulletin ha dedicato ampio spazio all’attività del gruppo CNR di Catania.
Cosa vuol dire?
Celle a combustibile: dispositivi in grado di produrre energie basati su materiali elettroliti, polimeri o ossidi solidi, incapsulati tra due elettrodi. Ossigeno e Idrogeno, tramite catalizzatore vengono trasformati a livello di ioni (anione O-2, catione H +1), diventando cosi estremamente instabili. Attraverso una speciale membrana, questi ioni si interfacciano e quindi si legano fra di loro generando molecole di H2O (acqua) e grossi quantitativi di energia.
Il vantaggio di tale sistema, è l’assenza di materiale di scarto inquinante prodotto per la generazione di energia elettrica e, inoltre, il “combustibile” di tale batteria può essere re-inserito in circolazione semplicemente tramite elettrolisi dell’acqua.
