Energia: nanomateriali da scarti del riso per batterie e supercondensatori

Batterie e supercondensatori realizzati con materiali ottenuti da un sottoprodotto della lavorazione del riso, la lolla, sono al centro delle attività di ricerca condotte da ENEA, Sapienza Università di Roma e Politecnico di Torino. I primi risultati, pubblicati sulle riviste internazionali Molecules e Journal of Energy Storage, mostrano come futuri dispositivi di accumulo elettrochimico di energia potranno contare su due materiali nanostrutturati innovativi, gli aerogel di carbonio e i quantum dots di grafene, ottenuti partendo dalla cellulosa contenuta in biomasse comuni e largamente disponibili.

Aerogel di carbonio: struttura leggera e prestazioni stabili
Gli aerogel di carbonio sono materiali altamente porosi, definiti come “spugne solide” poiché composti per oltre il 90% da aria, che combinano leggerezza con stabilità elettrochimica. Per questo studio l’aerogel è stato ricavato dalla cellulosa presente nella lolla di riso, sottoposta a processi di gelificazione, essiccazione e successiva carbonizzazione. Questa struttura conferisce al materiale una elevata conducibilità elettrica e una leggerezza tali da renderlo potenzialmente ideale per applicazioni in batterie e supercondensatori.

Quantum dots di grafene per accumulo energetico avanzato
Partendo dagli idrogel di carbonio, i ricercatori hanno ottenuto anche i cosiddetti quantum dots di grafene, minuscole particelle con uno spessore vicino al singolo atomo. A questa scala il materiale acquisisce proprietà speciali, come la capacità di immagazzinare energia sulla superficie e favorire il passaggio degli ioni di litio, rendendoli promettenti per lo sviluppo di tecnologie di accumulo energetico più efficienti.

Verso tecnologie di accumulo energetico sostenibili
Secondo i ricercatori, gli aerogel di carbonio derivati da gel di cellulosa con alta concentrazione di cellulosa pura mostrano elevate prestazioni di stabilità e durata elettrochimica, anche dopo migliaia di cicli di carica e scarica. I quantum dots di grafene, grazie alle loro caratteristiche uniche, rappresentano un ulteriore passo avanti per l’integrazione in dispositivi di accumulo energetico sostenibile basati su materiali da biomasse scartate.