Gli ingegneri della Georgia Tech hanno risolto alcuni problemi comuni delle batterie allo stato solido utilizzando nuovi elettroliti elastomerici
L’elettrolita gommoso allungherà la vita delle batterie auto
(Rinnovabili.it) – Affinché i veicoli elettrici diventino mainstream, il comparto ha bisogno di batterie con elevata capacità, economiche, più sicure e di maggiore durata. Ma la tecnologia a ioni di litio sembra aver raggiunto già alcuni limiti strutturali. Una delle alternative più promettenti è costituita dalle batterie allo stato solido, che impiegano per l’appunto elettroliti solidi come i materiali ceramici inorganici. Quest’ultimi, tuttavia, possono essere alquanto fragili e l’interfaccia tra loro e gli elettrodi può risultare irregolare, riducendo la conduttività degli ioni attraverso la cella. I ricercatori del Georgia Institute of Technology potrebbero aver trovato una soluzione a questi problemi grazie ad un “nuovo” materiale elettrolitico: la gomma.
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“La maggior parte del settore si sta concentrando sulla costruzione di elettroliti inorganici allo stato solido. Ma sono difficili da realizzare, costosi e non rispettosi dell’ambiente”, ha affermato Seung Woo Lee, professore associato presso la George W. Woodruff School of Mechanical Engineering. Lee fa parte del team di ricercatori che ha scoperto le potenzialità degli elastomeri o gomme sintetiche nelle batterie al litio metallico.
L’elettrolita gommoso può letteralmente rimbalzare durante gli urti della batteria mantenendo una connessione regolare con gli elettrodi. Ciò permette alla conduttività di rimanere alta, impedendo nel contempo la crescita dei dendriti di litio. Tuttavia, l’elastomero di per sé non conduce ma si limita a dare all’elettrolita una sorta di impalcatura tridimensionale. Ecco perché i ricercatori hanno incorporato nella gomma cristalli di plastica conduttiva; un materiale chiamato succinonitrile.
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Nei test, le batterie al litio metallico realizzate con il nuovo elettrolita gommoso sono state in grado di funzionare a una tensione di 4,5 V a temperatura ambiente, con una capacità di 93 mAh g-1 mantenuta stabile dopo 1.000 cicli. E senza alcun segno di dendriti dopo i primi 100 cicli di carica e scarica. “La gomma […] ci consentirà di produrre batterie economiche, più affidabili e più sicure”, ha affermato Lee. “Una maggiore conduttività ionica significa che puoi spostare più ioni contemporaneamente”, ha aggiunto il collega Michael Lee, un ricercatore laureato in ingegneria meccanica. “Aumentando l’energia specifica e la densità di energia di queste batterie, puoi aumentare il chilometraggio del veicolo elettrico”. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature (testo in inglese).
