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TECH INSIGHT NEWS TECHNOLOGIES 28 - ELETTRONICA OGGI 485 - APRILE 2020 Elettrodi di spugna EnZinc è nata in Maryland nel 2009 per produrre batterie per veicoli elettrici ma quando nei suoi laboratori è stata messa a punto la tecnologia “3D Zinc” la società è cresciuta tanto da doversi spostare a San Francisco dove ha l’attuale sede. L’idea sviluppata in EnZinc consiste in un elettrodo di zinco fabbricato nella forma di micro- spugna porosa tridimensionale a celle aperte capace di catturare l’ossigeno e produrre corrente a ciclo continuo senza dare il tempo ai punti caldi di formarsi e indurirsi e perciò prevenendo la corrosione sul nascere. Grazie a ciò i cicli di carica e scarica possono reiterarsi a lungo con perdite di prestazioni della batteria inferiori di un ordine di grandezza rispetto agli ioni di litio, a costi nettamente minori. Inoltre, le batterie con elettrodi in micro- spugne di zinco sono ecologiche, riciclabili e adatte anche alle potenze elevate dei veicoli elettrici. Sotto i 100 $ per kWh NantEnergy (gruppo Nant) è riuscita a perfezionare la reazione elettrochimica che ossida lo zinco per produrre elettroni in modo tale da mantenere una considerevole carica nella pila per periodi prolungati e consentire co- munque migliaia di cicli di carica e scarica senza deterioramento. A questo scopo i suoi laboratori in Arizona hanno lavorato sin dal 2011 accumulando più di un centinaio di bre- vetti finché a settembre 2018 sono riusciti a celebrare l’abbattimento del limite di 100 $ per kWh che rende le pile zinco-aria più convenienti rispetto al litio, al piombo e ai combustibili fossili. Le pile NantEnergy sono modulari e scalabili dai kWh ai MWh fino ai GWh e negli ultimi due anni sono state già installate in oltre tremila sistemi di alimentazione soprattutto in cima alle torri delle stazioni cellulari ma anche al fianco delle centrali fotovoltaiche per conservarne l’energia quando non c’è sole. Una nuova generazione di switch Massimo Fiorini N elle centraline telecom gli switch servono a leggere in ciascun segnale che arriva all’ingresso l’indirizzo del nodo di rete cui è destinato e di conseguenza commutare in modo tale da instradarlo alla porta d’uscita che raggiunge la sua destinazione. Dato che l’energia a radiofrequenza è particolarmente eleva- ta si preferisce oggi mantenere la continuità del segnale elettricamente e utilizzare attuatori mems per connettere e disconnettere milioni di volte al secondo l’instradamento meccanicamente. Gli switch mems sono prevalen- temente ohmici con una barretta metallica movibile che tocca o no un’ar- matura metallica stabilendo o negando il contatto come nei relè. Menlo Micro è una giovane spin-off californiana di GE che si è dedicata all’argomento sviluppando una nuova tecnologia ad altissima velocità: si tratta di “digital micro switch” (DMS) che possono essere mille volte più veloci rispetto agli attuali switch ohmici ed essere così piccoli da poterne integrare centinaia in un chip capace di gestire kilowatt di potenza e miglia- ia di volt, risolvendo qualsivoglia problematica applicativa nella progettazione dei sistemi per le comunicazioni 5G. La svolta nella realizzazione dei micro-switch digitali è dovuta allo sviluppo di leghe metalliche brevettate in seno ai laboratori GE Global Research e capaci di massimizzare la risposta in commutazione nell’ordine di una manciata di mi- crosecondi mentre contemporaneamente si accontentano di occupare meno di 10 mm 2 per gestire centinaia di volt e decine di ampere con consumi nell’ordi- ne di pochi pico ampere. Un’eccellenza è l’affidabilità di questi componenti che costituisce un requisito indispensabile per le reti telecom di prossima generazione. I DMS Menlo Micro riscontrano durate di vita migliaia di volte superiori a quelle degli attuali mi- gliori mems con record registrati in laboratorio di decine di miliardi di cicli on/ off senza calo nelle prestazioni. I chip mems in cui Manlo ha brevettato la tecnologia TGV usando il vetro per abbattere le perdite d’inserzione e la dispersione armonica In 3,6 x 4 mm lo switch DMS Menlo Micro incorpora sei canali di commutazione da 1 A