Gli scienziati dell'Università Politecnica di San Pietroburgo sono in grado di realizzare elettrodi in miniatura utilizzando una stampante a getto d’inchiostro
Composti ricchi di litio e manganese regalano una svolta alle batterie stampabili
(Rinnovabili.it) – Qual è il dispositivo più piccolo che riusciate a immaginare, funzionante con batterie a ioni di litio? Uno smartwatch? Un mouse wireless? Una penna per tavoletta grafica? All’Università Politecnica di San Pietroburgo l’immaginazione è andata ben oltre riuscendo a figurarsi un futuro di minuscoli biosensori e dispositivi elettronici basati sulla tecnologia a ioni di litio. Per renderlo possibile gli scienziati dell’ateneo russo hanno intenzione di realizzare speciali batterie stampabili in grado di dare una nuova “scossa” alla micro-elettronica.
Attualmente questi dispositivi di accumulo, quando prodotti da processi convenzionali, hanno un’alta densità di energia, il che significa che possono immagazzinarne una grande quantità di elettricità in un piccolo volume. Tuttavia, il progresso in questo campo ha raggiunto il suo limite tecnologico a livello dimensionale, e scendere ulteriormente sotto alcuni parametri è una sfida molto impegnativa sul fronte tecnico. Come mostra l’articolo pubblicato sulla rivista scientifica Energy Technology (testo in inglese), per far compiere un balzo evolutivo alla tecnologia a ioni di litio, occorre pensare fuori dalla scatola.
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Uno degli ultimi trend indagati dall’elettronica indossabile o flessibile, prevede di ricorrere a sistemi di stampaggio diretto dei componenti su un substrato. Ovviamente gli elettrodi prodotti dalla stampa a getto d’inchiostro non possono fornire una densità di energia sufficientemente elevata, così come quella offerta dalle batterie tradizionali. “Per ridurre questa differenza”, spiega Maxim Maximov, a capo della ricerca – proponiamo di utilizzare composti promettenti a base di materiale catodico arricchito con litio e manganese con una maggiore capacità”.
Il team di scienziati, guidati da Maximov, ha impiegato il nuovo materiale catodico sintetizzato in una soluzione colloidale stabile e ottimizzato i suoi parametri reologici per la stampa a getto d’inchiostro in termini di viscosità, tensione superficiale e angolo di contatto. Il risultato sono catodi a film sottile spessi meno di 10 μm. “Abbiamo dimostrato la possibilità di produrre elettrodi con questo materiale mediante la stampa a getto di inchiostro – ha aggiunto il capo-gruppo – e scoperto che l’intensità energetica del catodo stampato se quello realizzato con la tecnologia tradizionale sono vicine”. Il prossimo passo della squadra sarà cercare di ottenere un ulteriore miglioramento della densità, realizzando i primi protidi di batterie stampate.
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