Nanosfere di carbonio per far funzionare le batterie al litio anche sotto lo zero
(Rinnovabili.it) – Il freddo danneggia le batterie ricaricabili. Quando le temperature scendono sotto lo zero, i cellulari devono essere ricaricati con maggiore frequenza e le auto elettriche mostrano un’autonomia ridotta. Con ulteriori ripercussioni su sistemi come la frenata rigenerativa. Il motivo? Man mano che la colonnina di mercurio cala, gli anodi in grafite delle celle a ioni di litio diventano lenti, trattengono meno carica e consumano energia rapidamente. Non si tratta di un problema da poco, e molte case automobilistiche stanno già sperimentato sistemi di gestione termica in grado di proteggere gli accumulatori.
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Ma c’è anche chi ha voluto concentrare i suo sforzi direttamente sull’anodo. È il caso dei ricercatori dell’ACS Central Science, che hanno creato un nuovo elettrodo a base di carbonio per migliorare le prestazioni delle batterie al litio in condizioni di freddo estremo.
Per realizzare il loro materiale anodico, gli scienziati hanno riscaldato una struttura di imidazolato di zeolite contenente cobalto (nota come ZIF-67) ad alte temperature, ottenendo così delle nanosfere di carbonio con superfici irregolari. Questi elementi hanno mostrato eccellenti capacità di trasferimento di carica elettrica.
Impiegato come elettrodo al posto della grafite, il materiale a base di carbonio ha regalato alla batteria al litio un’ottima stabilità di carica/scarica a temperature comprese tra i 25 °C e i meno 20 °C. Nel dettaglio appena sotto lo zero, il dispositivo ha mantenuto l’85,9% della sua capacità di accumulo iniziale. E anche abbassando la temperatura a meno 35 °C, l’unità è stata caricata e scaricata completamente. A titolo di confronto gli accumulatori a ioni di litio realizzati con altri anodi (compresi i nanotubi di carbonio) non sono in grado di mantenere la carica a temperature di congelamento.
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“Incorporare il materiale irregolare della nanosfere nelle batterie agli ioni di litio – affermano i ricercatori in un nota stampa – potrebbe aprire la possibilità di utilizzare queste fonti di energia a temperature estremamente basse”.