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Le celle a combustibile un tempo venivano propagandate come la soluzione high-tech definitiva per ridurre la durata della batteria del laptop, ma quasi due decenni dopo non le abbiamo ancora e sembra che non le avremo mai. Cosa è successo a questa promettente fonte di alimentazione per computer?
Cos'è una cella a combustibile?
Una cella a combustibile è un dispositivo che converte l'energia chimica in elettricità. Quindi, a questo proposito, fa la stessa cosa che fa una batteria. La differenza sta nel modo in cui una cella a combustibile genera una corrente elettrica.
Proprio come una batteria, una cella a combustibile ha un anodo, un catodo e un elettrolita. Gli ioni (atomi caricati elettricamente) si spostano dall'uno all'altro, generando una corrente. A differenza di una batteria, l'energia non viene immagazzinata nella cella a combustibile. Invece, la cella richiede una fornitura costante di carburante e ossigeno. Nel caso di una cella a combustibile a idrogeno, sarebbe l'idrogeno da un serbatoio di stoccaggio e l'ossigeno dall'atmosfera.
Dimitrios Karamitros/Shutterstock.comLa reazione chimica che genera elettricità da questi due componenti è causata da un catalizzatore. Un catalizzatore è un materiale che provoca una reazione chimica senza subire di per sé alcun cambiamento chimico. In una cella a combustibile a idrogeno, dopo aver rilasciato l'energia nel carburante, il risultato finale è l'acqua dal legame di idrogeno e atomi di ossigeno.
Le celle a combustibile sono straordinarie perché forniscono un modo pulito per generare elettricità da sostanze chimiche carburante senza lo stesso grado di inquinamento, ad esempio, di un generatore di motori a benzina. Non devono “caricare” come fa una batteria. Assicurati solo che il carburante e l'ossigeno continuino a fluire e avrai elettricità.
Le celle a combustibile per laptop sono reali!
UltraCell LLCMan mano che le celle a combustibile diventavano più piccole, l'idea di far funzionare un laptop da uno divenne più promettente. Tuttavia, avere una minuscola cella a combustibile non riduce il carburante effettivo. Prendi come esempio il sistema a celle a combustibile prodotto da UltraCell. Si tratta di alimentatori rinforzati che mantengono i laptop in funzione sul campo. Secondo l'azienda, una cartuccia del carburante da 250 cc manterrà in funzione un laptop per un massimo di 14 ore.
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Tuttavia, se guardi le dimensioni del power pack, è come grande come il laptop stesso! Il sistema si basa anche su cartucce di carburante proprietarie. Quindi è davvero una buona soluzione per situazioni remote e off-grid. Tuttavia, le batterie al litio abbinate all'energia solare sono forse più pratiche, anche se senza il vantaggio energetico istantaneo di una cella a combustibile.
Perché non abbiamo celle a combustibile nei nostri laptop?
AppleAl momento in cui scrivo, non abbiamo laptop, smartphone o qualsiasi altra elettronica sul mercato mainstream alimentata da celle a combustibile. Anche le auto elettriche, che erano le principali candidate per la tecnologia, utilizzano batterie agli ioni di litio.
Un'ovvia ragione di ciò è che le batterie agli ioni di litio sono diventate molto migliori di quanto non fossero a metà degli anni 2000, quando l'idea delle celle a combustibile per laptop ha preso piede. La nostra elettronica è anche molto più efficiente dal punto di vista energetico. Un MacBook Air o Pro Apple M1 funziona da 17 a 20 ore con una carica completa. Per non parlare del fatto che la tecnologia di ricarica rapida elimina la maggior parte del dolore dal rabbocco. Abbiamo raggiunto il punto in cui l'utente medio non soffre per una maggiore durata della batteria.
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Anche la tecnologia della batteria è destinata a migliorare notevolmente. Nuovi materiali come il grafene e la possibilità di batterie allo stato solido e supercondensatori avanzati rendono la natura disordinata della zuppa chimica delle celle a combustibile molto meno attraente.
Le celle a combustibile sono semplicemente troppo schizzinose e costose per sostituire le batterie dei nostri laptop. Questo era il caso decenni fa, quando le batterie dei laptop erano oggettivamente terribili ed è certamente il caso ora che quella tecnologia ha cancellato la maggior parte dei vantaggi che le celle a combustibile avrebbero portato in tavola.
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Tuttavia, un po' ironicamente, Apple ha mantenuto in vita il proprio brevetto per una fonte di alimentazione a celle a combustibile a idrogeno, con domande di brevetto nel 2010, 2015 e 2020. Ci sono certamente buoni casi d'uso (come il lavoro sul campo e le applicazioni militari) per le celle a combustibile per laptop, ma siamo alquanto scettici sulla tecnologia che sostituisce la tecnologia attuale o futura della batteria per gli utenti tradizionali.
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