Bruciare una candela potrebbe essere tutto ciò che serve per creare una batteria per auto elettrica economica ma potente, secondo una nuova ricerca pubblicata su Electrochimica Acta. La ricerca rivela che la fuliggine delle candele potrebbe essere utilizzata per alimentare il tipo di batteria agli ioni di litio utilizzata nelle auto elettriche ibride plug-in.

Gli autori dello studio, dell'Indian Institute of Technology di Hyderabad, India, dicono che la loro scoperta apre la possibilità di utilizzare il carbonio in batterie più potenti, abbattendo i costi dell'energia portatile.

Le batterie agli ioni di litio alimentano molti dispositivi, da smartphone e fotocamere digitali fino alle auto e persino agli aerei. Le batterie funzionano avendo due materiali caricati elettricamente sospesi in un liquido per produrre una corrente. Il carbonio è usato come uno di quei materiali nelle batterie più piccole, ma per più grande, batterie più potenti – come quelle usate nelle auto elettriche – il carbonio non è adatto a causa della sua struttura, che non può produrre la densità di corrente richiesta.

Nel nuovo studio, Il Dr. Chandra Sharma e il Dr. Manohar Kakunuri hanno scoperto che a causa della forma e della configurazione delle minuscole nanoparticelle di carbonio, il carbonio nella fuliggine delle candele è adatto per l'uso in batterie più grandi. Cosa c'è di più, perché la fuliggine potrebbe essere prodotta rapidamente e facilmente, è un approccio scalabile alla produzione di batterie.

"Se metti una goccia d'acqua sulla fuliggine delle candele, questa rotola via - è un'osservazione che è stata fatta negli ultimi anni. Il materiale di cui è fatta la fuliggine delle candele, carbonio, ha anche potenziale elettrico. Allora perché non usarlo come elettrodo?" chiese il dottor Sharma, autore dello studio dell'Indian Institute of Technology. "L'abbiamo esaminato e abbiamo visto che mostra anche alcune proprietà elettrochimiche eccezionali, quindi abbiamo deciso di testarlo ulteriormente."

Quando una candela brucia, emana nuvole di fuliggine nera fatta di carbonio. I ricercatori hanno esaminato la fuliggine raccolta dalla punta della fiamma di una candela e dal centro della fiamma e hanno confrontato le dimensioni, forma e struttura del carbonio. I risultati hanno mostrato che il processo di combustione forma nanoparticelle di carbonio di 30-40 nanometri di diametro e sono unite in una rete interconnessa. Hanno anche scoperto che la fuliggine si è ripresa dalla punta della fiamma di una candela, che brucia a 1400°C, ha meno impurità come la cera, facendolo funzionare meglio come conduttore elettrico.

I ricercatori hanno quindi analizzato l'efficacia della fuliggine come materiale conduttore da utilizzare in una batteria. L'efficacia delle batterie e dei materiali utilizzati nelle batterie può essere testata attraverso una tecnica chiamata Cyclic Charge-Discharge (CCD). La velocità di carica/scarica riflette la potenza della batteria; maggiore è il tasso, più potente è la batteria; i risultati hanno mostrato che il carbone di fuliggine della candela ha dato i migliori risultati a tassi più elevati.

La forma e le dimensioni delle nanoparticelle di carbonio, e il modo in cui sono uniti insieme, significa che la fuliggine delle candele è un materiale adatto da utilizzare nelle batterie delle auto elettriche. Non solo la tecnologia è efficiente ed economica, è anche scalabile. Il dottor Sharma stima che un'auto ibrida avrebbe bisogno di dieci chilogrammi di fuliggine di carbonio, che sarebbe stato depositato in circa un'ora usando le candele.

"Generalmente trascuriamo le cose più semplici; la fuliggine delle candele non è nuova, ma la consideriamo solo ora come una potenziale fonte di carbonio, " ha detto il dottor Sharma. "Siamo molto entusiasti dei risultati. Questo nuovo approccio è molto semplice e i costi coinvolti sono minimi:renderebbe la produzione di batterie più economica".

I ricercatori hanno ora in programma di sviluppare una batteria di fuliggine per candele per testare ulteriormente la tecnologia. Stanno anche pianificando di testare materiali ibridi che contengono fuliggine di candele per vedere se possono renderlo un materiale ancora migliore per le batterie.