Superate le performance delle tradizionali batterie a ioni di litio. Il segreto? Un nuovo catodo a base di particelle di zolfo puro e solfuro di molibdeno
Le batterie litio zolfo dovrebbero raggiungere i 400 Wh/kg e i 700 Wh/L
(Rinnovabili.it) – Grazie ad una buona densità energetica e al loro peso leggero, le batterie litio zolfo rappresentano uno dei più promettenti sostituti delle batterie a ioni di litio. Un team di ricercatori internazionali è intenzionato a rendere la promessa realtà nel minor tempo possibile. Come? Con un nuovo catodo ibrido in grado di regalare a questi dispositivi densità energetiche da record.
Oggi chi lavora con questi sistemi deve affrontare un compromesso. Gli elettrodi positivi di tali batterie sono generalmente realizzati in due modi: uno determina un’alta densità volumetrica di energia, l’altro un’alta densità gravimetrica. In altre parole il dispositivo finale può essere leggero ma grande oppure piccolo ma pesante. Riuscire a portare sul mercato delle ricaricabili le batterie litio zolfo richiede però non esser costretto a scegliere. E questo è il problema affrontato dal nuovo studio, che coinvolge ricercatori del MIT, il Samsung Advanced Institute of Technology, la Tongji University, la Chinese Academy of Sciences e il Songshan Lake Materials Laboratory (testo in inglese su Nature).
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I ricercatori hanno realizzato un catodo ibrido in grado di ottenere un vantaggio in entrambi i campi. L’elettrodo è stato realizzato con una combinazione di particelle di zolfo puro e un tipo di solfuro di molibdeno chiamato fase Chevrel. Il risultato finale è un materiale altamente conduttivo che richiede solo il 10 per cento di carbonio, rispetto al 20 o 30 per cento necessario in altri catodi in zolfo.
L’effetto del nuovo materiale è sostanziale, spiegano gli scienziati. Le batterie commerciali a ioni di litio possono avere densità energetica di circa 250 Wh per chilogrammo e di 700 Wh per litro, mentre l’attuale tecnologia litio-zolfo superano circa 400 Wh/kg ma raggiungono solo i 440 Wh/L. La nuova versione – che non ha ancora subito il processo di ottimizzazione -offre oggi 360 Wh/kg e 581 Wh/L. Il team è convinto che con alcuni perfezionamenti le loro batterie litio-zolfo dovrebbero arrivare ad una densità energetica di 400 Wh/kg e 700 Wh/L.
Ovviamente rimangono alcuni problemi tecnici da risolvere, primo fra tutti la durata di vita, ma i ricercatori sono convinti che migliorando il design anche quest’ultimo nodo possa essere sciolto.
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