Ginevra, 10 settembre 2003 - La necessità di continuare a ricaricare le batterie dei telefoni portatili, laptop o altri terminali portatili, potrebbe in futuro essere eliminata, in base agli ultimi sviluppi effettuati dalla STMicroelectronics. La ST, fra i principali fornitori di chip utilizzati nei telefoni portatili, ha comunicato i progressi ottenuti da uno dei propri team di Ricerca e Sviluppo avanzate nello sviluppo di piccole celle a combustibile (fuel cell), di dimensioni sufficientemente ridotte da poter essere sistemate in un terminale mobile portatile, e in grado di generare tutta l'energia elettrica necessaria per alimentare un telefono, utilizzando carburanti organici a basso costo e facilmente reperibili.

Una cella a combustibile è un dispositivo in grado di generare energia utilizzando reazioni elettrochimiche, al posto della combustione di carburante. Negli ultimi anni c'è stato un grandissimo interesse nelle celle a combustibile, che promettono di generare energia pulita ed economica. Sebbene la maggior parte delle ricerche nel settore emergente delle celle a combustibile sia stato indirizzato verso applicazioni nel settore dell'auto, i ricercatori della ST hanno anche analizzato la possibilità di sostituire le batterie ricaricabili dei telefoni cellulari con piccole celle a combustibile, che possono essere ricaricate, quando necessario, con apposito "carburante", esattamente come gli accendini ricaricabili per sigarette.

Salvo Coffa, direttore del team della Corporate Technology R&D che si occupa della ricerca nel settore delle micro celle a combustibile, ha affermato: "L'utilizzo delle celle a combustibile, al posto della batteria, potrebbe rendere i telefoni cellulari più leggeri e più semplici da utilizzare, poiché basterebbe semplicemente rifornire il "carburante" quando necessario. Inoltre, ci sarebbero dei notevoli vantaggi dal punto di vista dell'impatto ambientale, poiché questo carburante potrebbe essere ottenuto da fonti organiche sostenibili, mentre i prodotti di scarto sono essenzialmente acqua, e un livello di anidride carbonica decisamente inferiore rispetto a quello che deriva dalla combustione di carburanti fossili".

Il funzionamento di una cella a combustibile richiede un'interazione chimica tra l'idrogeno e l'ossigeno per produrre acqua, calore ed energia elettrica. Tipicamente, una cella a combustibile è costituita da una coppia di elettrodi (l'"anodo" e il "catodo") separati da una membrana che permette il transito dei protoni (ioni di idrogeno) ma non quello della corrente elettrica. Inoltre, vengono utilizzati degli elementi catalizzatori, come il platino, per aumentare la velocità della reazione e quindi il quantitativo di energia elettrica prodotta.

Il problema principale dell'utilizzo dei concetti di celle a combustibile, al settore dei telefoni portatili, è dato dal fatto che la sorgente di alimentazione (batteria o cella a combustibile) deve poter erogare circa 300mA di corrente a 3,6V e non deve occupare un volume superiore a 12 cm³. Tuttavia, la corrente in uscita da una cella a combustibile è direttamente proporzionale alla superficie comune tra gli elettrodi e la membrana; ottenere 300mA di corrente, utilizzando le tecnologie convenzionali per celle a combustibile, richiederebbe una superficie di circa 60 cm2, molto più di quanto non sia possibile in un telefono cellulare.

La ST ha ottenuto importanti progressi nella risoluzione di questo problema poiché ha sviluppato nuove tecnologie in base alle quali la cella a combustibile può essere realizzata come una struttura a 3D che contiene migliaia di microcanali "sepolti" che massimizzano l'area di contatto tra i gas, i catalizzatori e gli elettrodi.

I ricercatori della ST, inoltre, sono riusciti a produrre uno speciale strato nanoporoso, che consiste di uno strato di silicio con milioni di pori, ognuno dei quali misura solo pochi nanometri di diametro. Le piccole dimensioni dei pori permettono a questo strato di garantire una superficie effettiva molto ampia, aumentando l'efficienza del catalizzatore. Inoltre, il gruppo della ST sta lavorando con l'Università di Napoli per sviluppare nuove membrane che garantiscono un'elevata conduttività ai protoni, ad un costo inferiore rispetto ai materiali attualmente in commercio utilizzati per le membrane.

Coffa ha detto: "La ST si è impegnata a ricercare nuove tecnologie che possono contribuire a minimizzare l'impatto sull'ambiente globale dei prodotti per l'elettronica di consumo e per l'industria. C'è ancora parecchio lavoro da fare prima che questi sviluppi possano essere integrati in una tecnologia disponibile al mercato; siamo però entusiasti delle potenzialità che offrono".

Il lavoro svolto dalla ST sulle micro celle a combustibile è in parte supportato da un Progetto Nazionale di Ricerca, il cui obiettivo è lo sviluppo di piccole celle a combustibile per applicazioni elettroniche portatili, e a cui partecipano altre istituzioni italiane (CNR-IMM, CNR-ITAE, CNR-ITS e laboratori Pirelli). All'interno del progetto, la ST guida e coordina le attività relative alla fabbricazione e all'integrazione delle micro celle a combustibile.


Alcune informazioni sulla STMicroelectronics
La STMicroelectronics è leader globale, dallo sviluppo alla consegna, nelle soluzioni a semiconduttore per tutta la gamma di applicazioni microelettroniche. Grazie ad un'ineguagliata combinazione di esperienza nel silicio e nei sistemi, grandi capacità manifatturiere, portafoglio di proprietà intellettuale e partner strategici, l'azienda è all'avanguardia nella tecnologia del System-on-Chip (sistema completo su singolo chip) e i suoi prodotti hanno un ruolo essenziale nel rendere possibile l'attuale convergenza di applicazioni e mercati. Le azioni della Società sono quotate al New York Stock Exchange, a Euronext Paris e alla Borsa Italiana. Nel 2002 i ricavi netti della Società sono stati pari a 6,32 miliardi di dollari e gli utili netti a 429,4 milioni di dollari. Per ulteriori informazioni sulla STMicroelectronics consultare il sito http://www.st.com.

Appendice tecnica
Che cos'è una cella di alimentazione a carburante (fuel cell)?

En théorie, une pile à combustible fonctionne comme une Da un punto di vista teorico, una cella a combustibile funziona come una batteria. A differenza di una batteria però una cella a combustibile non si esaurisce e non deve essere ricaricata. È in grado di produrre energia sotto forma di elettricità e calore, se viene rifornita di "carburante".

Una cella a combustibile è costituita da due elettrodi posti attorno ad un elettrolita. L'ossigeno passa da un elettrodo e l'idrogeno dall'altro, generando elettricità, acqua e calore.

Il carburante "idrogeno" viene inviato all'"anodo" della cella a combustibile. L'ossigeno (o aria) entra nella cella attraverso il catodo. Grazie all'azione di un catalizzatore, l'atomo di idrogeno si divide in un protone e un elettrone, che raggiungono il catodo tramite percorsi diversi. Il protone passa attraverso l'elettrolita. Gli elettroni creano una corrente separata che può essere utilizzata prima del suo ritorno al catodo, per riunirsi con l'idrogeno e l'ossigeno in modo da formare una molecola di acqua.

Una cella a combustibile dotata di un apposito "sistema per la ricostituzione del carburante" può utilizzare l'idrogeno proveniente da un qualunque idrocarburo -gas naturale, metanolo, e perfino benzina. Poiché la cella a combustibile si basa su una reazione chimica e non sulla combustione, le emissioni di questo tipo di sistema sono comunque di gran lunga inferiori rispetto a quelle prodotte dal più pulito processo a combustione di carburante.