Il solfuro di rame arriva in soccorso ai ricercatori coreani, aumentando i cicli di carica e scarica per le batterie al sodio
Un nuovo anodo in CuS per la batteria a ioni di sodio
(Rinnovabili.it) – Quando si parla di elettronica di consumo le batterie al litio non hanno rivali, ma se il discorso si sposta sull’accumulo di scala utility, il mercato dell’energy storage storce il naso. Nonostante rappresentino oggi una delle soluzioni più efficaci ed efficienti anche su larga scala, nel lungo periodo pongono problemi consistenti: il metallo è costoso e nel futuro le risorse potrebbero essere insufficienti (leggi anche Il mercato dei metalli si scontra con l’accumulo: turbolenze in arrivo). Una delle soluzioni al vaglio è rappresentata dall’accumulo tramite ioni di sodio. Lontana ancora anni luce dalle prestazioni dei dispositivi commerciali, la tecnologia a ioni di sodio continua ad attirare l’interesse della ricerca mondiale grazie all’economia e l’eco-compatibilità delle sue materie prime.
Gli ultimi progressi nel campo arrivano da un gruppo di ricerca di KAIST, centro tecnologico della Corea del Sud, che ha sviluppato una nuova batteria ioni di sodio migliorando i cicli di carica e scarica e i costi di produzione. Una delle maggiori sfide per questi dispositivi è lo sviluppo di un anodo ad alte prestazioni che garantisca un’elevata capacità e stabilità ciclica della batteria. Per molto tempo sono stati studiati come materiali anodici i solfuri metallici, come FeS o SnS2, dal momento che possiedono una maggiore conduttività elettrica e stabilità meccanica e termica rispetto agli ossidi. Il più promettente appare essere il solfuro di rame (CuS) grazie ad un’alta capacità specifica (~ 560 mAh g -1 ) e alla sua nano strutturazione che fornisce un’ampia area superficiale facilitando l’inserimento e l’estrazione del sodio.
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Nel dettaglio, gli scienziati hanno cercato di capire meglio il meccanismo della sodiazione del CuS, oggi per lo più sconosciuto rispetto alla litiazione. Lo studio ha rivelato che il solfuro di rame subisce una sintonizzazione cristallografica con cui crea uno spazio per l’inserimento del sodio. I risultati indicano che la capacità di inserimento di ioni sodio nel solfuro di rame è pari a 1,5 volte quella degli ioni di litio per la grafite. Inoltre, una batteria con questo nuovo materiale anodico conserva il 90 per cento della sua capacità originale dopo 250 cicli di carica-scarica e può ridurre del 40 per cento i costi di fabbricazione.
