Nanoparticelle di ossido di stagno arricchite con antimonio: questa la ricetta messa a punto da un gruppo di scienziati europei per migliorare le batterie ricaricabili al litio
Le potenzialità dei materiali nanocompositi nel miglioramento della ricarica delle batterie
(Rinnovabili.it) – La ricarica delle batterie al litio mette il turbo. Un team di ricercatori europei ha sperimentato un nuovo materiale per gli elettrodi, dimostratosi in grado di aumentare la capacità di accumulo, la durata e la velocità di ricarica delle batterie stesse.
La tecnologia agli ioni di litio rappresenta ancora oggi la scelta numero uno quando si tratta di telefoni cellulari, tablet o auto elettriche: la capacità di stoccaggio e la densità di potenza non hanno rivali tra gli altri sistemi a batterie ricaricabili. Malgrado questa superiorità tecnica, le celle al litio sono ben lontane dall’essere il dispositivo di storage ideale. Basti pensare alla breve autonomia degli smartphone o al tempo richiesto per ricaricare le auto elettriche.
Dina Fattakhova-Rohlfing del Centro Ricerche Jülich, in Germania, sta collaborando con colleghi provenienti da Monaco di Baviera e Praga, per dare una svolta a questi sistemi. Svolta che, stando a quanto riportato nell’articolo su Advanced Functional Materials, ha finalmente delle basi solide. Il team di scienziati si è concentrato sulle prestazioni del materiale anodico, creando un nuovo composto ibrido a base di stagno e grafene.
“In linea di principio, gli anodi a base di diossido di stagno possono raggiungere capacità specifiche molto più elevate e quindi immagazzinare più energia rispetto agli anodi di carbonio attualmente in uso, con la capacità di assorbire più ioni di litio”, spiega Fattakhova-Rohlfing. “L’ossido di stagno puro, tuttavia, presenta una stabilità del ciclo molto bassa”. Ciò significa che la capacità delle batterie diminuisce costantemente limitando la ricarica. Un modo per affrontare questo problema è costituito da materiali ibridi o nanocompositi. Quello creato dai ricercatori è composto da nanoparticelle di ossido di stagno arricchite con antimonio, su uno strato di grafene. La base in grafene aiuta la stabilità strutturale e la conduttività del materiale.
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In questo caso, le particelle di ossido di stagno sono state fatte “crescere” direttamente su questo strato e la loro piccola dimensione si è dimostrata in grado di migliorare anche la tolleranza del sistema alle variazioni di volume; in altre parole, la cella al litio diventa più stabile e dura più a lungo. “Arricchire le nanoparticelle con l’antimonio assicura che il materiale sia estremamente conduttivo”, aggiunge Fattakhova-Rohlfing. “Questo rende l’anodo molto più veloce, il che significa che può immagazzinare un’ora e mezza di energia in un solo minuto rispetto quanto sarebbe possibile con gli anodi in grafite convenzionali. Può anche immagazzinare tre volte più energia in un’ora di ricarica”. Per ora, gli anodi drogati con antimonio conservano il 77% della loro capacità originale anche dopo 1.000 cicli.
