Minuscole particelle di ossido di litio imprigionate in una "spugna" di cobalto: così un team internazionali di ingegneri trasforma la batteria litio-aria regalandole potenza e resistenza
(Rinnovabili.it) – Le batterie al litio-aria sono considerate una delle tecnologie più promettenti per il settore dell’elettronica portatile e della mobilità elettrica. In confronto alle alternative presenti oggi sul mercato, costano e pesano di meno (a parità di capacità), promettendo grandi prestazioni. Di contro però, perdono gran parte dell’energia sotto forma di calore e degradano in tempi relativamente brevi.
Per la ricerca di settore, dunque, riuscire a risolvere questi due nodi potrebbe significare essere in grado di rivoluzionare il mercato dell’energy storage.
Gli ultimi, in ordine cronologico a tentare l’impresa sono stati gli scienziati del MIT di Boston. In collaborazione con i colleghi dell’Argonne National Laboratory e dell’Università di Pechino, gli ingegneri hanno creato una variante che supera (in condizioni di laboratorio) tutti gli inconvenienti sopracitati. Il nuovo concept descritto sulla rivista Nature Energy, ha essenzialmente una novità: un catodo realizzato con nano ossido di litio. In questa variante le reazioni elettrochimiche che avvengono tra litio e ossigeno, durante il ciclo di carica, non rilasciano quest’ultimo nell’atmosfera sotto forma di gas (cosa che invece avviene nelle litio aria tradizionali).
Al contrario, l’ossigeno rimane all’interno del solido e si trasforma direttamente in tre diversi composti chimici solidi, Li2O, Li2O2 e LiO2. Inoltre le minuscole particelle di ossido di litio sono confinate in una matrice di ossido di cobalto, un materiale spugnoso che stabilizza le particelle e agisce anche come un catalizzatore per le loro trasformazioni
L’ossido di cobalto evita che il materiale passi attraverso enormi cambiamenti di volume che possono interferire con i percorsi di conduzione elettrica nella struttura, limitando fortemente la sua vita.
Questo “semplice” cambiamento dello stato dell’ossigeno ha effetti diretti nelle prestazioni della batteria: riduce la perdita di tensione fino a cinque volte, da 1,2 volt a 0.24 volt, facendo in modo che solo l’8 percento dell’energia elettrica sia persa come calore. I test hanno mostrato che dopo 120 cicli di carica-scarica la batteria litio-ossigeno ha perso meno del 2 per cento della capacità. Nel complesso, spiegano i ricercatori, il nuovo sistema è ” scalabile, economico, e molto più sicuro” rispetto alle batterie al litio-aria oltre a poter memorizzare fino a doppio di energia.
