Da un team di ingegneri della Texas A&M University un nuovo elettrodo polimerico stabile e ad elevata conduttività elettrica
Batteria polimero-aria, nuova frontiera dell’accumulo energetico
(Rinnovabili.it) – Sono ancora molto distanti dal mercato, ma per la ricerca di settore rappresentano una delle opzioni per l’energy storage di domani. Parliamo delle batterie polimero-aria, una nuova tecnologia che rientra nella grande categoria delle ricaricabili ad aria. Di cosa si tratta? Di celle elettrochimiche in cui il catodo esterno è a contatto con l’aria ambientale, e che sfruttano la riduzione dell’ossigeno atmosferico per i suoi cicli.
In realtà la versione più conosciuta e sperimentata è quella delle batterie metallo-aria, con anodi a base di litio, sodio o alluminio. Queste ricaricabili hanno il potenziale d’offrire la massima densità energetica possibile per unità di massa ma soffrono di un grossa problema: vanno incontro a reazioni secondarie dannose, come la formazione di dendriti, sottili strutture ramificate e aghiformi che possono danneggiare il dispositivo. Senza contare il problema dei costi e dell’impatto ambientale per alcuni metalli.
Le batterie polimero-aria costituiscono un’alternativa più sicura oltre a vantare una maggiore conduttività ionica, costi ridotti e un ciclo di vita molto lungo. Di contro, tuttavia, le loro prestazioni elettrochimiche sono limitate.
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Un nuovo anodo per le batterie polimero-aria
In aiuto arriva un team di ingegneri della Texas A&M University, negli USA che ha prodotto un nuovo anodo polimerico stabile e ad elevata conduttività elettrica. Il materiale d’elezione è il BBL un polimero che possiede doppi legami coniugati lungo tutta la catena.
“Il catodo reagisce con l’ossigeno dell’aria per completare il circuito”, spiega la Dott.ssa Jodie Lutkenhaus, autrice della ricerca. “Abbiamo specificamente puntato all’uso di un polimero coniugato con una struttura dorsale rigida per l’anodo”. Queste caratteristiche – ha sottolineato la scienziata, rendono il polimero sia conduttivo che stabile, consentendo le necessarie reazioni reversibili richieste per cariche e scariche ripetute. “La batteria polimero-aria fornisce un mezzo alternativo per immagazzinare energia rispetto a quella metallo-aria”, ha aggiunto Lutkenhaus. “Possiede un’elevata capacità di accumulo di energia e un ciclo di vita lungo”.
“Le batterie ad aria sono promettenti per le batterie ad alta energia perché hanno una massa inferiore rispetto alle batterie convenzionali”, ha affermato Lutkenhaus. “Tuttavia, il funzionamento a lungo termine delle batterie ad aria spesso comporta la generazione di depositi di carbonato che intasano la batteria e impediscono il funzionamento a lungo termine. Utilizzando un polimero come elettrodo, potremmo cambiare l’elettrolita per prevenire la formazione di carbonati”.
