Batteria al litio-zolfo

Un nuovo tipo di batterie potrebbe far funzionare gli smartphone per giorni 

La nuova batteria al litio-zolfo sarebbe in grado di alimentare un'auto elettrica per oltre 1000 km e uno smartphone per 5 giorni a pieno regime di utilizzo
Un nuovo tipo di batterie potrebbe far funzionare gli smartphone per giorni  FASTWEB S.p.A.

Le batterie prodotte con una chimica al litio-zolfo, piuttosto che con il tipico ione di litio, hanno un grande potenziale, ma questo si sapeva da tempo. Sebbene offrano fino a cinque volte più energia per peso, un importante ostacolo fino ad ora è stato quello di una durata di vita molto più breve. Un team internazionale di scienziati ritiene di aver superato questo inconveniente attraverso un nuovo tipo di architettura, ottenendo un'efficienza di carica senza precedenti in una batteria al litio-zolfo, che potrebbe far funzionare uno smartphone per giorni.

"Ironia della sorte, una delle principali sfide all'adozione di massa di batterie al litio-zolfo fino ad ora, è stata che la capacità di stoccaggio dell'elettrodo di zolfo è così grande da non poter gestire lo stress risultante", spiega il dott. Mahdokht Shaibani della Monash University, autore principale dello studio Nuovo Atlante. "Invece si rompe, allo stesso modo in cui potremmo essere messi sotto stress." Shaibani ci dice questo perché lo stress porta alla distorsione dei componenti chiave, vale a dire la matrice di carbonio responsabile del passaggio degli elettroni allo zolfo isolante e il legante polimerico che tiene insieme questi due materiali. La conseguente interruzione di questa connessione provoca un rapido deterioramento delle prestazioni della batteria.

Quindi Shaibani e un team di collaboratori internazionali hanno iniziato a cercare nuovi modi di tenere tutto insieme. Piuttosto che usare il materiale legante per formare una fitta rete con poco spazio libero, decise di "dare alle particelle di zolfo un po' di spazio per respirare!" La nuova batteria si basa su un agente legante tradizionale, ma è elaborata in modo diverso per formare legami ponte ultra-forti tra la matrice di carbonio e le particelle di zolfo che consentono uno spazio aggiuntivo man mano che la batteria si espande durante la carica. "In altre parole, abbiamo creato un legame simile a una rete in cui è presente solo una minima quantità di legante tra le particelle vicine, lasciando maggiore spazio per accogliere i cambiamenti nella struttura e lo stress risultante", afferma Shaibani.

Gli esperimenti del team con la sua nuova batteria al litio-zolfo hanno prodotto alcuni segnali promettenti. Durante i test su oltre 200 cicli, la batteria ha mostrato un'efficienza di carica di oltre il 99%, "che per quanto sappiamo, non ha precedenti per elettrodi ad alta capacità", afferma Shaibani.

I ricercatori affermano che la batteria potrebbe alimentare uno smartphone per cinque giorni consecutivi o consentire a un veicolo elettrico di percorrere più di 1.000 km senza ricaricarsi. Sono pronti a provare ulteriormente la batteria nel corso del prossimo anno, sia nelle auto elettriche sia come opzione di stoccaggio per l'energia solare. Hanno anche depositato un brevetto per la tecnologia, che oltre a migliorare le prestazioni promette costi più bassi e un minore impatto ambientale rispetto alle tradizionali batterie agli ioni di litio.

"Questo approccio non solo favorisce metriche ad alte prestazioni e lunga durata, ma è anche semplice ed estremamente economico da produrre, utilizzando processi a base acquosa, e può portare a riduzioni significative dei rifiuti pericolosi per l'ambiente", afferma il coautore dello studio Matthew Hill.

Il team ha pubblicato le sue ricerche sulla rivista Science Advances.

9 gennaio 2020

Fonte: newatlas.com
Condividi
ChiudiChiudi Questo sito usa cookies di profilazione, propri e di terzi, per adeguare la pubblicità alle tue preferenze.
Clicca qui per maggiori informazioni o per conoscere come negare il consenso. Se chiudi questo banner o accedi ad altri elementi della pagina acconsenti all'uso dei cookies.

Iscriviti alla
newsletter del
Digital Magazine di
Fastweb

Riceverai ogni settimana le notizie più interessanti sul mondo della tecnologia!
Iscriviti

Grazie per esserti iscritto!

Abbiamo inviato una mail all'indirizzo che hai indicato: per completare l'iscrizione alla newsletter del Digital Magazine di FASTWEB clicca sul link all'interno della mail