Batterie

La Ricarica delle Batterie

Lily, mentre stava lasciando l’autostrada Soleil per immettersi sulla strada europea E15, disse con disinvoltura “Dobbiamo fermarci a ricaricare le batterie”. I due amici erano partiti da Parigi per recarsi a Como, città natale di Alessandro Volta, l’inventore delle batterie.

Max contrariato disse “Perché non l’hai detto prima?” guardando la strada deserta di fronte a loro. “Abbiamo incontrato almeno tre stazioni di ricarica mentre eravamo ancora in città”. Lily continuando a guidare con calma lo rassicurò dicendo “Ne troveremo un’altra proseguendo sulla nostra strada”.

Mezz’ora dopo, subito dopo avere oltrepassato Fontainebleau, incontrarono una stazione di ricarica per auto elettriche e Lily si fermo. Scesero dall’auto ed inserirono la spina di ricarica dell’auto nella presa della stazione di ricarica. Lily disse “Un quarto d’ora sarà sufficiente per una ricarica completa”. Max disse “Che cosa? Noi possiamo utilizzare il metodo di ricarica rapida e impiegarci la metà del tempo”. Lily gli chiese ”Che fretta abbiamo?”. “Facciamoci una bella passeggiata nei dintorni, la natura è così bella qui. C’è anche un bel bosco qui vicino”.

Max disse che voleva approfittare dell’occasione per ricaricare anche il suo computer portatile. Lily gli rispose che la stazione di ricarica non era in grado di ricaricare altro, se non le auto elettriche. Max riabbatté dicendo che il principio base era lo stesso.

Tutte le batterie funzionano allo stesso modo: convertono l’energia chimica immagazzinata in energia elettrica.

Tutte le batterie hanno due terminali, positivo e negativo, realizzati con materiali speciali, detti elettrodi. Un altro materiale, l’elettrolita, è interporto tra questi. Gli elettroliti hanno una proprietà speciale: contengono molte particelle cariche elettricamente che possono muoversi liberamente al suo interno. Le particelle cariche positivamente, grazie a delle reazioni chimiche, migrano verso un elettrodo, mentre quelle cariche negativamente si dirigono verso l’elettrodo opposto. Grazie a questo fenomeno si ha un flusso netto di cariche elettriche all’interno della batteria. Una batteria è in grado di alimentare dei dispositivi, come un computer portatile, in quanto il flusso di corrente generato al suo interno si chiude sul carico esterno collegato alla batteria.

Una batteria è scarica quando tutte le cariche libere all’interno del suo elettrolita hanno raggiunto i rispettivi elettrodi. Quando ciò accade significa che tutta l’energia chimica si è esaurita.

Una batteria, durante la ricarica, trasforma l’energia elettrica che riceve in nuova energia chimica, ciò avviene in quanto la carica elettrica fornita entra nell’elettrolita muovendosi in direzioni opposte, così facendo l’energia elettrica viene impiegata per ripristinare l’energia chimica.

La capacità che ha una batteria di immagazzinare energia cambia in base alle proprietà dei materiali utilizzati per realizzare la batteria stessa, infatti alcuni materiali  sono in grado di immagazzinare più energia di altri. L’elemento chimico attualmente più utilizzato per realizzare batterie è il Litio, nonostante questo non sia un materiale di facile reperibilità. L’impiego di materiali tecnologicamente avanzati ha consentito di diminuire il tempo di ricarica ed ha rimpiazzato l’impiego di materiali quali il Litio, che è molto raro e difficilmente reperibile sul pianeta, o altri materiali molto tossici come il Cadmio , il Piombo e il Mercurio. Le nuove batterie hanno elettrodi realizzati con nanocompositi di carbonio, come i nanotubi, e non hanno il rischio di perdite poiché dei polimeri conduttivi hanno preso il posto degli elettroliti liquidi.

“Tutto ciò è fantastico” esordì Lily “ma come può portarti alla conclusione che tu possa ricaricare qui il tuo computer portatile?”

Max insistette “Stessi processi e stessi materiali, perché non si può fare?” mentre, senza farsene accorgere, controllava che mancavano solo cinque minuti per completare la ricarica.

“Perché la stazione di ricarica brucerebbe il tuo portatile, ecco perché! La ricarica sarebbe troppo intensa. La tensione è troppo elevata!”

“A quanto è la tensione?” domandò con disinvoltura Max.

Lily si fermo per capire se Max la stesse prendendo in giro, quindi decise di rispondergli: “Il principio base è la tendenza che hanno le cariche elettriche a fluire tra due punti differenti, ossia tra i due elettrodi di cui stiamo parlando. Se immaginiamo che la corrente elettrica sia dell’acqua che scorre in un fiume allora la tensione sarebbe data dalla differenza di altezza tra due punti ed è grazie a questa che l’acqua è in grado di scorrere in una direzione, così come avviene in una cascata d’acqua. La differenza di altezza utilizzata per ricaricare il tuo portatile è 220 volt, mentre quella utilizzata per ricaricare la nostra macchina è di più di 500 Volt. Il tuo portatile verrebbe distrutto con tutta questa potenza”

Max sorridendo chiese: “Ah ho capito, è grazie all’utilizzo di quest’alta tensione che la nostra macchina si è già ricaricata?”

Lily all’improvviso realizzo che Max la stava prendendo in giro col solo scopo di evitare di andare a fare una passeggiata nel bosco. Allora iniziò a camminare verso gli alberi, mentre Max gli gridava “Aspetta! La batteria dell’auto ha finito di ricaricarsi! Torna indietro! Possiamo andarci a fare una passeggiata quando ci fermeremo alla prossima stazione di ricarica… tra 800 chilometri!”