L’ultracondensatore è un nuovo modo di immagazzinare energia elettrica che eclisserà le batterie chimiche nel prossimo futuro. Invece di immagazzinare energia elettrochimicamente, la immagazzina in un campo elettrico. Gli ultracondensatori presentano molteplici vantaggi rispetto alle batterie convenzionali, tra cui una durata di oltre 10 anni, resistenza alle variazioni di temperatura, urti, sovraccarico ed efficienza di scarica. Richiedono meno manutenzione rispetto alle batterie convenzionali e sono leggere sull’ambiente quando smaltite perché prive di sostanze chimiche tossiche.
Queste batterie futuristiche sono state prodotte dagli anni ‘1960, ma solo nell’ultimo decennio sono diventate convenienti per l’uso in strumenti che consumano elettricità, dall’auto elettrica ai computer specializzati. Sono popolari per le applicazioni di “ponte”, in cui l’alimentazione di backup si attiva quando i sistemi primari si guastano, producendo schemi di alimentazione a “tempo di inattività zero”. Poiché non possono essere sovraccaricati, gli ultracondensatori sono ideali per recuperare energia da cose come la frenata. E possono essere ricaricate in pochi minuti. L’unico aspetto negativo degli ultracondensatori è che devono essere più grandi delle batterie per condividere la stessa carica.
Tuttavia, grazie ai recenti progressi del MIT, questo cambierà presto. La quantità di carica che un ultracondensatore può contenere, per unità di peso, è proporzionale alla sua superficie interna. La maggior parte degli ultracondensatori utilizza carbonio poroso per immagazzinare la carica. Questo carbonio, tuttavia, non è perfettamente poroso su scala atomica, dove ha una struttura più evidentemente grossolana. I ricercatori hanno dimostrato che utilizzando reti di nanotubi di carbonio, che sono larghi solo pochi atomi ma lunghi decine di migliaia di atomi, è possibile costruire strutture che massimizzano l’area superficiale che consentono di comprimere il volume della batteria fino a 25 volte. Gli ultracondensatori riempiti di nanotubi hanno il potenziale per superare le batterie convenzionali in una varietà di applicazioni di accumulo di energia.
Gli ultracondensatori, se si diffondessero, segnerebbero il primo serio allontanamento dal paradigma convenzionale delle batterie elettrochimiche da quando sono state inventate da Volta oltre 200 anni fa.