Un elettrolita “dinamico su richiesta” per migliori batterie al litio metallico
(Rinnovabili.it) – Le batterie al litio metallico ricaricabili offrono una delle più interessanti alternative alla tecnologia basata sugli ioni di litio. Merito di un’elevata densità di carica in grado promettere una svolta fondamentale nell’accumulo mobile e fisso. Peccato che proprio nella versione secondaria, il litio metallico si scontri con un problema abbastanza limitante. Durante i cicli di carica e scarica, infatti, l’interfase che si forma tra elettrolita ed elettrodi tende a favorire la produzione di dendriti sulla superficie del catodo. In altre parole sull’elettrodo di formano minuscole spine irregolari e ramificate che possono perforare il separatore interno, provocando cortocircuiti o addirittura l’esplosione della batteria.
Oggi diverse ricerche e studi stanno tentando di risolvere il problema attraverso nuove architetture interne o processi di produzione.
Su questo filone si inserisce anche il lavoro svolto dagli scienziati del Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST). Il team, guidato dai professori Lee Hong-kyung, Lee Yong-min e Lee Ho-chun, ha sviluppato un nuovo sistema concettuale che può notevolmente migliorare la stabilità e la durata delle batterie al litio metallico intervenendo “da remoto”.
Nel dettaglio, gli scienziati hanno reinventato la soluzione elettrolitica che trasporta gli ioni tra gli elettrodi in maniera da rendere il processo più veloce e più uniforme. Ed eliminare così sul nascere le formazioni dendritiche. Il team ha aggiunto nanoparticelle magnetiche all’elettrolita, rendendolo in questo modo sensibile ai campi magnetici.
Attivando un campo magnetico rotante esterno è possibile agitare la soluzione elettrolitica delle batterie al litio metallico, rendendola dinamica. Ciò facilita il trasporto rapido degli ioni riducendone la diffusione di circa il 32% e prevenendo la formazione di dendriti. “Si tratta di un sistema elettrolitico di nuova concezione in grado di creare un elettrolita dinamico che non è mai stato tentato prima”, spiega il Professor Lee Hong-kyung del Dipartimento di Scienze e Ingegneria dell’Energia del DGIST. La soluzione permette di cambiare il paradigma della ricerca sugli elettroliti attraverso le nanoparticelle magnetiche. Può essere immediatamente applicato a vari sistemi elettrochimici che utilizzano elettroliti liquidi”. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Advanced Functional Materials.