Un team di scienziati ha creato la prima batteria al litio e anidride carbonica di lunga durata e “carbon neutral”
(Rinnovabili.it) – Il settore dell’accumulo energetico è pronto ad accogliere a braccia aperte le batterie litio-CO2 tra le soluzioni ricaricabili. Il merito va ad un team di scienziati dell’Università dell’Illinois, a Chicago, primi nel mondo ad aver testato questa tecnologia su 500 cilici consecutivi di carica e scarica. I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista Advanced Materials e oggi è lo stesso team a spiegare perché questi progressi sono importanti. “Le batterie al litio-anidride carbonica sono state viste come una soluzione allettante per molto tempo, ma in pratica non si è mai riusciti a ottenerne una veramente efficiente, fino ad ora”.
Cosa sono le batterie litio-CO2?
Le batterie litio-CO2 rappresentano sistemi di stoccaggio particolarmente interessanti per la mobilità elettrica grazie alla loro elevata densità specifica di energia, che è fino a sette volte maggiore di quella delle batterie a ioni di litio tradizionali. Tuttavia, fino ad oggi, il settore non era stato in grado di sviluppare un prototipo completamente ricaricabile.
Per capire l’entità del problema è necessario fare chiarezza sulla chimica di questi dispositivi: quando una batteria al litio-anidride carbonica si scarica, produce carbonato di litio e carbonio; il primo si ricicla durante la fase di carica, ma il secondo si accumula sul catalizzatore, creando seri problemi di funzionamento.
“L’accumulo di carbonio non solo blocca i siti attivi del catalizzatore prevenendo la diffusione del biossido di carbonio, ma provoca anche la decomposizione degli elettroliti in uno stato carico”, spiega Alireza Ahmadiparidari, primo autore del documento e studente universitario dell’UIC College of Engineering. Ahmadiparidari e colleghi hanno utilizzato nuovi materiali nella loro batteria sperimentale ad anidride carbonica per ottenere un riciclo completo sia del carbonato di litio che del carbonio. Il segreto è stato usare nano fiocchi di disolfuro di molibdeno come catalizzatore catodico combinati con un elettrolita ibrido per aiutare a incorporare il carbonio nel processo ciclico.
Il prototipo realizzato dal gruppo mostra una durata superiore ai 500 cicli per una capacità fissa di 500 mAh/g, superando di gran lunga la migliore stabilità mai raggiunta nelle batterie litio-CO2. “La nostra combinazione unica di materiali – ha affermato Amin Salehi-Khojin, professore associato di ingegneria meccanica e industriale – ha permesso di creare la prima batteria al litio-anidride carbonica, neutra dal punto di vista delle emissioni di CO2, con un’efficienza e una durata molto migliori, che ne consentiranno l’utilizzo in sistemi avanzati di accumulo di energia”.
