(Rinnovabili.it) – Le batterie con elettroliti solidi, anche note come batterie allo stato solido, incarnano la grande promessa dell’accumulo elettrochimico grazie ad una serie di vantaggi innegabili. A cominciare da una maggiore densità di energia e dall’assenza di rischi intrinseci di esplosione. Tuttavia la produzione dell’elettrolita non è un’operazione semplice. A dare una mano al comparto è oggi una ricerca del Korea Electrotechnology Research Institute (KERI). Qui un gruppo di scienziati ha messo a punto una nuova tecnologia di sintesi che potrebbe davvero cambiare le sorti del segmento. Ma per comprenderne la portata bisogna fare un passo indietro.
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I processi di produzione degli elettroliti solidi
Le batterie con elettroliti allo stato solido sostituiscono i tradizionali elettroliti liquidi con conduttori ionici solidi di tipo inorganico, polimerico o polimerico composito. Per integrali a livello del catodo, questi componenti devono essere estremamente piccoli, arrivando a misurare solo pochi micrometri, circa un centesimo dello spessore di un capello umano. In tutti i casi le loro prestazioni elettrochimiche sono fortemente influenzate dal processo di produzione utilizzato. Allo stato attuale chi li fabbrica deve compiere una scelta: può ricorrere a metodi come la tempra per fusione e la macinazione meccanica a sfere che offrono dei vantaggi sulla conducibilità ionica finale ma sono più difficili da scalare; oppure può ricorrere al trattamento chimico a umido, semplice, conveniente, flessibile ma in grado anche di introdurre impurità e difetti che danneggiano la conducibilità ionica.
Il gruppo del KERI, guidato dal dottor Park Jun-woo, ha utilizzato materie prime microscopiche, come il solfuro di litio, e ha controllato meticolosamente la velocità di nucleazione (formazione di una fase sotto forma di piccoli aggregati) di ciascun materiale durante le reazioni chimiche, ottenendo prodotti sostanzialmente ridimensionati. Questo approccio innovativo consente la produzione di elettroliti fini allo stato solido utilizzando una semplice tecnica di sintesi umida priva di processi complessi.
Batterie ad Elettroliti Solidi, verso la Produzione in Serie semplificata
Il risultato? Il controllo efficace della composizione chimica ha prodotto una notevole conduttività ionica, più che raddoppiata rispetto a quella ottenuta attraverso i metodi esistenti di produzione di elettroliti allo stato solido (sintesi “a secco” e macinazione tramite sfere ad alta energia). “Selezionando i materiali giusti e controllando in modo affidabile le reazioni chimiche – spiega il dottor Park – siamo stati in grado di bypassare i processi complessi e costosi, tipicamente utilizzati per la raffinazione degli elettroliti allo stato solido, optando per un ‘processo semplice’. Nonostante ciò, gli elettroliti a stato solido risultanti mostrano una qualità significativamente migliorata, soddisfacendo i requisiti di efficienza e accessibilità aziendale per la produzione e la commercializzazione in serie”.
Il risultato della ricerca su coni sono state depositate già diverse domande di brevetto, è stato pubblicato su Energy Storage Materials (testo in inglese).