Il team di ricerca dell’Università di Oldenburg, guidato da Dmitry Momotenko, è in prima linea nello sviluppo di una tecnologia innovativa che potrebbe rivoluzionare la ricarica delle batterie. Grazie al progetto NANO-3D-LION, intendono produrre “materiali per batterie attive” con dimensioni ultra-ridotte, attraverso l’uso di stampanti 3D. La stessa tecnica potrebbe trovare applicazione anche in campo medico, per individuare marcatori tumorali.
Il fulcro della ricerca di Momotenko e del suo team è la produzione additiva di oggetti metallici di dimensioni minime. L’obiettivo è quello di ampliare la superficie degli elettrodi della batteria, per ridurre i tempi di ricarica. Utilizzando stampanti 3D personalizzate, il team è in grado di produrre una varietà di strutture e forme metalliche su scala nanometrica.
L’approccio alla produzione additiva è dettagliato da Momotenko: una soluzione salina colorata fluisce attraverso sottili tubi all’interno di un capillare, che contiene un filo ultra-sottile che funge da anodo. Questo circuito si completa con un catodo, un wafer di silicio dorato, sulla cui superficie avviene la stampa. Grazie a micromotori e cristalli speciali che cambiano quando è applicata una tensione, l’ugello della stampante può essere mosso rapidamente in tutte e tre le direzioni spaziali.
Il team spera di abbreviare i tempi di ricarica delle batterie, permettendo agli ioni di muoversi velocemente tra l’anodo e il catodo, legandoli insieme a livello nanometrico. Questa innovazione risolverebbe il problema della lentezza della ricarica causata dalla spessore e dalla distanza degli elettrodi nelle attuali batterie.
Il passaggio a un processo di produzione additiva su scala nanometrica dei metalli presenta maggiori sfide rispetto alla plastica. Prima di NANO-3D-LION, la creazione di strutture per batterie nelle dimensioni nanometriche necessarie non era fattibile. Questo progetto di ricerca, finanziato da un premio del Consiglio europeo della ricerca, mira a realizzare tale scopo.
La squadra è composta da quattro membri, ognuno concentrato su un diverso aspetto della ricerca. Liasan Khasanova sta studiando i composti del litio, Karuna Kanes sta lavorando sulla precisione dell’ugello di costruzione, mentre Simon Sprengel esamina la possibilità di produrre il catodo e il materiale anodico in un’unica fase.
Oltre alla produzione di batterie, Momotenko sta esplorando ulteriori applicazioni della tecnologia, come la creazione di strutture metalliche per controllare specifiche reazioni chimiche o sensori per rilevare singole molecole. Tali strumenti sarebbero particolarmente utili in medicina, per individuare biomarcatori di tumori o dell’Alzheimer anche a concentrazioni estremamente basse.
