Elena Comelli, Il Sole 24 Ore 16/6/2013, 16 giugno 2013
LA BATTERIA SUPER ENERGETICA
Dieci anni per cambiare il mondo. Riccardo Signorelli ci è riuscito, nel suo piccolo. Ma non si ferma qui: l’obiettivo è mandare in pensione il motore a scoppio. Già ora questo bergamasco di 34 anni sta facendo concorrenza al suo quasi-conterraneo Alessandro Volta, con un ultracondensatore ai nanotubi di carbonio che comincia a rimpiazzare le vecchie batterie.
L’avventura è partita nel 2003, quando Signorelli entrò nel Laboratory for Electromagnetic and Electronic Systems del Mit per un dottorato con Joel Schindall, il mago degli ultracondensatori. Aveva 24 anni e poteva contare su una laurea al Politecnico di Milano, un master all’University of Texas e un’esperienza nel centro ricerche della General Electric a Schenectady. Il suo pallino era trovare un modo per immagazzinare l’energia in maniera altrettanto efficace dei combustibili fossili. Un litro di benzina contiene 35 volte l’energia accumulata in una batteria convenzionale al piombo e 6 volte quella contenuta in una batteria agli ioni di litio, la più usata nelle auto elettriche di ultima generazione. «In questo rapporto, chiamato densità energetica, sta tutto il problema dei veicoli elettrici», ragiona Signorelli. «Quando raggiungeremo la stessa densità energetica della benzina, con un congegno capace di caricarsi istantaneamente come un serbatoio alla pompa, avremo superato il motore a combustione interna e l’inquinamento che ne deriva».
Signorelli puntò tutto sulle nano-tecnologie e cominciò a "pettinare" minuscoli nanotubi di carbonio per ottenere questo risultato, prima all’interno del laboratorio universitario dove si è addottorato e ora nella sua azienda, FastCap Systems. In barba alla crisi, Signorelli ha vinto due importanti finanziamenti dal governo americano. Con quei 7,5 milioni, l’amministrazione Obama ha messo FastCap al centro dell’attenzione degli investitori privati, tanto che la società è stata inserita da CnnMoney fra le cinque startup energetiche da tenere d’occhio e ora sta ricevendo talmente tante offerte di finanziamento, da doverne respingere alcune. Così è arrivato Ulysses, ultra-condensatore più potente, economico e sicuro e dieci volte più capace dei concorrenti, in grado di sostituirsi alle batterie in diverse applicazioni industriali, fra cui gli impianti geotermici, che estraggono il calore dalla terra per trasformarlo in energia elettrica.
Ma la ricerca di Signorelli, incluso dalla «Technology Review» del Mit fra i 35 innovatori «under 35» più rilevanti del mondo, non si ferma qui. «Vogliamo diventare il nuovo standard per i veicoli ibridi, rimpiazzando le batterie al litio, costose e poco affidabili, con pacchi di ultracondensatori, molto più economici e dalla vita più lunga», spiega. Un condensatore funziona in base a un principio fisico, non elettrochimico come le batterie, per cui può caricarsi e scaricarsi istantaneamente, fino a un milione di volte. Massima potenza nel minimo lasso di tempo. E quindi possibilità di caricare in una manciata di secondi qualsiasi apparecchio, dal laptop alla Smart, infinite volte. Il problema più difficile da risolvere, nei condensatori, è lo spazio limitato in cui immagazzinare l’energia. Mentre le batterie accumulano chimicamente gli ioni carichi di elettricità all’interno degli elettrodi, i condensatori possono ospitarli solo sulle superfici, grazie a un campo elettrostatico. Per aumentare la quantità di energia immagazzinata bisogna estendere al massimo le superfici disponibili. Gli ultracondensatori utilizzano materiali a elevata porosità. Ma i nanotubi di carbonio usati da Signorelli funzionano ancora meglio, come un pennello che assorbe più vernice di una spugna. Le pareti dei tubi sviluppati da FastCap hanno uno spessore di appena 12 atomi e crescono alloggiando nei minuscoli interstizi ioni carichi di energia. Così, si possono accumulare moltissimi ioni in un piccolo spazio. E siccome la connessione è fisica, non chimica, le particelle cariche possono staccarsi e attaccarsi quasi istantaneamente. Il risultato è una struttura ridotta, dotata di grande potenza. L’ultracondensatore di FastCap è un cilindretto non più grande di una pila stilo, ma molto più potente. «Per poterlo sfruttare nei veicoli, la sfida è ridurre al massimo i costi, il peso, e aumentarne la robustezza, intesa come abilità a funzionare in ambienti difficili, sottoposti a sbalzi termici elevati», spiega Signorelli, che sta lavorando con alcune case automobilistiche e conta di lanciare la prima applicazione per la mobilità elettrica l’anno prossimo.