La nuova Batteria allo Zinco-Iodio allo Stato Solido made in Australia
Le batterie con elettrolita allo stato solido si sono ritagliate un’importante nicchia nel mondo dell’energy storage, destinata a divenire parte integrante del mercato futuro delle ricaricabili. Un trend che non risparmia nemmeno le batterie allo zinco-iodio (ZnI2), una delle promettenti alternative alla chimica degli ioni di litio.
Batterie Zinco-Iodio, vantaggi e svantaggi
Questa tecnologia già nella versione acquosa offre alcuni vantaggi, legati perlopiù all’abbondanza delle materie prime utilizzate, alla maggiore sicurezza e all’elevata capacità teorica (820 mAh/g). Ma nell’applicazione pratica queste batterie secondarie hanno sempre incontrato dei problemi. A cominciare l’instabilità termodinamica dell’elettrodo di zinco in un elettrolita acquoso che porta sempre al rilascio di idrogeno, provocando il rigonfiamento e infine il guasto della cella. A ciò si aggiungono diversi ostacoli come l’effetto navetta del poliiodio, la lenta cinetica lenta dei catodi, la formazione di dendriti, e la corrosione e passivazione degli anodi. In altre parole queste batterie durano pochissimo.
Una soluzione al problema potrebbe essere focalizzare gli sforzi della ricerca su una nuova batteria allo zinco-iodio allo stato solido. Questo perlomeno è l’approccio tentato da un gruppo di scienziati dell’Università del Queensland, in Australia. Il team ha segnalato una nuova classe di copolimeri a blocchi fluorurati come elettroliti solidi per lo sviluppo di batterie ZnI2 completamente allo stato solido e una lunga durata di vita.
Batteria allo zinco-iodio allo stato solido, le prestazioni
I risultati dello studio – pubblicati sulla rivista Materials Futures (testo in inglese) – suggeriscono che l’anodo di zinco metallico con l’elettrolita solido formi uno strato di interfase elettrolitica solida (SEI) stabile e ricco di fluoro, che promuove la deposizione di zinco in direzione orizzontale impedendo la crescita dei dendriti e migliorando il ciclo. Inoltre, l’elettrolita solido ostacola l’effetto navetta degli ioni iodio, riducendo la corrosione della lamina di zinco.
Il risultato? La nuova batteria zinco-iodio allo stato solido ha funzionato stabilmente per oltre 7.000 cicli di carica-scarica (più di 10mila ore), mantenendo una capacità superiore al 72,2% del valore iniziale. “La ricerca futura – scrivono gli scienziati – esplorerà scenari applicativi più pratici per questa tecnologia controllando al tempo stesso i costi”.
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