Uno strato polimerico tra l’elettrodo e l’elettrolita permette di separare i componenti delle batterie al litio allo stato solido
La trovata della Penn State University apre un futuro di riciclo per le batterie al litio allo stato solido
Le batterie al litio allo stato solido sono una promettente tecnologia che potrebbe rivoluzionare l’autonomia dei dispositivi elettronici. Una sola carica permetterebbe un uso prolungato, anche di giorni. Si tratta infatti di batterie con una densità energetica superiore. Inoltre, offrono una maggiore sicurezza rispetto alle batterie agli ioni di litio. Tuttavia, presentano ancora importanti sfide ambientali. Fino ad oggi, i metodi di riciclo si sono limitati al recupero di una parte dei metalli contenuti nei catodi, sprecando tutto il resto.
Un team di ricercatori della Penn State University ha recentemente compiuto un significativo passo avanti per risolvere questo problema. La squadra ha riprogettato le batterie al litio allo stato solido in modo da rendere tutti i loro componenti facilmente riciclabili. I risultati del lavoro sono stati pubblicati sulla rivista ACS Energy Letters.
Le batterie allo stato solido sono ancora agli albori, ma si prevede che il mercato crescerà nel prossimo futuro. Partire con il piede giusto, ovvero con un processo di ecodesign che faciliti il recupero dei materiali utili contenuti negli accumulatori, è essenziale.
Tradizionalmente, i principali componenti delle batterie finiscono mescolati in una “massa nera” durante il riciclo. Ciò rende difficile il loro recupero. Per superare l’ostacolo, i ricercatori hanno introdotto due strati di polimeri nell’interfaccia tra l’elettrodo e l’elettrolita prima del processo. Questa innovazione permette di separare facilmente i componenti durante il riciclo sciogliendo lo strato polimerico. Senza di esso, elettrodo ed elettrolita finirebbero mescolati insieme, rendendoli più difficili da riciclare.
Dopo aver separato con successo i componenti, il team ha utilizzato un processo noto come sinterizzazione a freddo per combinare i metalli recuperati e gli elettrodi in un nuovo composito. Questa tecnica, sviluppata nel 2016, permette di creare forme dense a basse temperature applicando pressione e solventi. La batteria così ricostruita raggiunge il 92,5%-93,8% della durata originale.
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