Porte aperte agli elettrodi in silicio nella batterie ioni di litio grazie ad un nuovo rivestimento
(Rinnovabili.it) – Affinché la mobilità elettrica cresca in maniera sostenibile, c’è bisogno di batterie ricaricabili ad alta capacità, economiche e che durino a lungo. Un tris di condizioni su cui sta lavorando oggi una buona fetta della ricerca energetica mondiale. Gli ultimi progressi in tal senso arrivano dal Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), uno dei laboratori di punta del dipartimento statunitense dell’Energia. Qui il gruppo di scienziati, guidato da Gao Liu, ha messo a punto un innovativo rivestimento per elettrodi che potrebbe far compiere alle batterie ioni di litio il salto sperato.
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Il materiale è un polimero dotato di conduttività elettrica e ionica, chiamato HOS-PFM. La sua capacità di facilitare contemporaneamente il passaggio di ioni ed elettroni offre un plus nelle prestazioni della batteria. Durante la produzione le catene polimeriche del materiale si autoassemblano a costituire filamenti simili a spaghetti altamente ordinati. Questi elementi costituiscono una sorta di “superstrada atomica” consentendo agli ioni di litio di viaggiare con gli elettroni. Il risultato? Il rivestimento garantisce una migliore stabilità e velocità di carica/scarica. Ed essendo promettente anche come adesivo interno, potrebbe prolungare la durata delle batterie agli ioni di litio da una media di 10 anni a circa 15 anni.
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Il team ha testato l’HOS-PFM impiegando elettrodi in alluminio e silicio, materiali particolarmente promettenti per la tecnologia a ioni di litio e più economici della grafite. Durante gli esperimenti presso l’Advanced Light Source e la Molecular Foundry, i ricercatori hanno dimostrato che il rivestimento HOS-PFM impedisce in modo significativo il degrado degli elettrodi, offrendo al contempo un’elevata capacità della batteria per oltre 300 cicli, un tasso di prestazioni alla pari con gli elettrodi più innovativi di oggi. I ricercatori hanno descritto questi risultati sulla rivista Nature Energy (testo in inglese).