Un nuovo elettrolita solido potrebbe regalare alla batterie agli ioni di magnesio quella chance commerciale che rincorrono da oltre vent'anni
Gli ultimi progressi tecnologici sulla batteria al magnesio ricaricabile
(Rinnovabili.it) – Allo stato attuale la tecnologia agli ioni di litio domina in maniera quasi indiscussa il settore delle batterie ricaricabili. Ma ciò non esclude che, di tanto in tanto, qualcuno tenti di insidiarle il trono. È il caso della batteria al magnesio, le cui potenzialità in questo specifico settore elettrochimico sono state studiate fin da gli anni ’90.
Sulla carta l’anodo in magnesio presenta caratteristiche che lo rendo tecnicamente superiore a quello in litio: ha una maggiore densità energetica per volume (più 50%) e nella formula “metallica” non rischia di formare dendriti durante la carica che possono cortocircuitare il dispositivo. E ovviamente, la materia prima ha costi decisamente più economici.
D’altro canto, le sfide tecniche offerti dagli elettroliti, i materiali che trasportano la carica tra il catodo e l’anodo, usati nella batteria al magnesio ne hanno completamente bloccato lo sviluppo commerciale.
Le recenti ricerche condotte da Toyota e KIT sugli elettroliti liquidi ne hanno migliorato la qualità ma senza essere in grado di impedire la tendenza di quest’ultimi alla corrosione della batteria stessa. Ora i ricercatori del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) e dell’Argonne National Laboratory del Dipartimento statunitense dell’Energia sono convinti di aver trovato una soluzione grazie alla realizzazione di una batteria al magnesio allo stato solido.
“Il magnesio è una tecnologia relativamente nuova e non ha buoni elettroliti liquidi”, spiega Gerbrand Ceder, coautore del paper che descrive il nuovo dispositivo. “Abbiamo pensato, perché non fare un salto in avanti e realizzare un elettrolita solido?” Il risultato finale del loro lavoro è un materiale completamente nuovo, della classe dei calcogenuri, che consente agli ioni magnesio di muoversi facilmente attraverso di esso. Per confermare i calcoli teorici il team ha condotto esperimenti di spettroscopia con risonanza magnetica nucleare (NMR). Questo strumento può essere regolato per rilevare gli ioni che si muovono attraverso un materiale, ma poiché l’elettrolita realizzato era nuovo e estremamente complesso, i ricercatori hanno avuto qualche problema nell’interpretazione dei dati.
“I protocolli sono praticamente inesistenti”, spiega Pieremanuele Canepa, autore principale dello studio. “Questi risultati sono stati possibili solo combinando un approccio multi-tecnicnologico in aggiunta alla caratterizzazione elettrochimica convenzionale”. Per quanto il risultato sia incoraggiante, gli scienziati avvertono che ci sono ancora alcuni nodi da sciogliere prima di poter portare in trionfo la batteria magnesio. Attualmente, c’è una piccola perdita di energia, ma la migliore mobilità ionica è promettente oltre a essere molto più sicura dei tradizionali dispositivi a base di elettroliti liquidi.
