Materiali stabili e riscaldamento controllato: questa la ricetta delle nuova batteria ricaricabile al litio
(Rinnovabili.it) – La batteria ricaricabile al litio domina quasi indisturbata il comparto dell’energy storage, sia che si tratti di veicoli elettrici, di elettronica di consumo o di sistemi d’accumulo fisso. Nonostante la sua innegabile leadership nel mercato mondiale, la ricerca di settore continua a trovarsi davanti una sfida: riuscire a coniugare un’elevata sicurezza con un’alta densità di energia.
Sfortunatamente, le batterie convenzionali sono dispositivi passivi in cui le prestazioni sono dettate dalla reattività elettrochimica tra elettrodi ed elettrolita. Nel dettaglio, materiali altamente reattivi forniscono alta potenza ma comportano una scarsa sicurezza e un degrado accelerato. E questo anche quando la batteria non è in uso. Se si vuole scongiurare pericoli di incendi o esplosioni, si deve puntare su una maggiore stabilità e prestazioni più basse.
Il centro di ricerca BEST della Penn State, negli USA, è convinto di aver trovato un una soluzione che non teme questo tipo di compromessi. Sono riusciti a realizzare una batteria ricaricabile al litio sicura e dotata nel contempo di un’elevata densità energetica.
“In questo lavoro abbiamo deciso che avremmo adottato un approccio totalmente diverso”, ha dichiarato Chao-Yang Wang, professore di ingegneria e scienze meccaniche. “Abbiamo diviso la nostra strategia in due fasi. Innanzitutto volevamo costruire una batteria altamente sicura con materiali fortemente stabili“. Il secondo passo è stato introdurre un riscaldamento istantaneo.
La nuova ricetta per l’accumulo della PennState
Circa quattro anni fa, Wang ha sviluppato una batteria autoriscaldante per superare il problema delle scarse prestazioni nei climi freddi. Il dispositivo utilizza una corrente elettrica per portare a 60°C la temperatura in pochi secondi rispetto alle ore richieste da un riscaldatore esterno. Si ottiene così un potenziamento istantaneo della reattività.
“Con questi due passaggi posso ottenere un’elevata sicurezza quando la batteria non viene utilizzata e un’alta potenza quando lo è”, hanno aggiunto gli scienziati. Poiché la loro batteria ricaricabile al litio è costruita con materiali stabili è in grado di offrire anche una lunga durata: il team stima, per un veicolo elettrico, fino a un milione di chilometri percorribili in tutta la sua vita, pari a circa 4000 cicli di carica e scarica. Il prossimo progetto del gruppo sarà dedicato allo sviluppo di una batteria a stato solido. Nel frattempo i risultati del lavoro attuale sono stati pubblicati su Science Advances (testo in inglese).