Gli scienziati del Korea Institute of Materials Science si sono focalizzati su uno dei componenti più trascurati e più pesanti della cella elettrochimica: i collettori di corrente.
Per un accumulo di energia ad alta efficienza e lunga durata
(Rinnovabili.it) – Arriva dalla Corea del Sud il nuovo collettore di corrente in grado di aumentare densità di energia e vita delle batterie ricaricabili e dei supercondensatori. A realizzarlo un gruppo di ricercatori guidato dal dottor Ji-Hoon Lee del Dipartimento dei materiali energetici dell’idrogeno. Il team ha focalizzato la propria ricerca su un componente della cella spesso trascurato. Tutte le batterie possiedono collettori di corrente per ciascuno dei due elettrodi, elementi fondamentali attraverso cui fluiscono le cariche. Realizzati tradizionalmente in fogli metallici (rame o alluminio), occupano una parte significativa del peso e delle dimensioni dell’elettrodo e dunque della cella stessa. Ecco perché negli ultimi anni è emersa la necessità di sviluppare collettori di corrente innovativi, più leggeri e compatti, con cui aumentare le prestazioni delle batterie.
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Il nuovo collettore di corrente in carbonio
La ricerca coreana ha sviluppato un materiale per collettori a base di carbonio, tridimensionale e poroso, in grado di offrire diversi benefici. La particolare struttura “spugnosa” è stata ottenuta utilizzando un metodo di deposizione chimica da vapore con catalizzatore galleggiante. Gli ampi pori realizzati sulla superficie del collettore non solo alleggeriscono il peso ma forniscono anche molti siti di adsorbimento e desorbimento degli ioni. Questo permette di migliorare la densità di energia e la durata di vita.
“Le lamine metalliche convenzionali hanno un’area di contatto interfacciale limitata con il materiale attivo perché hanno una struttura bidimensionale”, spiega l’ateneo in una nota stampa. “Il nuovo collettore di corrente tridimensionale a base di carbonio, invece, massimizza l’area di interfaccia altamente stabile svolgendo un ruolo chiave nel migliorare il ciclo di vita”. I test effettuati su condensatori ibridi agli ioni di litio ad alte prestazioni hanno mostrato capacità volumetriche maggiori del 170%, capacità di velocità aumentate del 24% e una stabilità ciclica migliorata del 21% rispetto ai collettori di corrente metallici convenzionali. La ricerca è stata pubblicata come documento di copertina il 18 maggio su ACS Applied Materials & Interfaces (testo in inglese).
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