I nanofili delle batterie al litio si spezzano dopo poche migliaia di cicli di ricarica. Ma ora sappiamo come impedirlo e garantire vita eterna allo storage
(Rinnovabili.it) – La durata della batteria è una delle principali sfide per i produttori di auto elettriche e per le imprese che operano nello storage. Tutte le batterie al litio di oggi concludono la loro vita utile in pochi anni. Più volte vengono sottoposte a cicli di carica e scarica, più si esauriscono. Ma i ricercatori dell’Università di Irvine, in California (UCI), dicono di aver scoperto come aumentare la resistenza alla trazione dei nanofili, la cui rapida usura rappresenta il tallone d’Achille delle batterie al litio. I ricercatori hanno sperimentato una soluzione che rappresenta un enorme passo avanti nell’efficienza degli accumulatori, che permetterebbe di estenderne la durata virtualmente per sempre.
Questi minuscoli filamenti, migliaia di volte più sottili di un capello umano, sono altamente conduttivi e riescono a stoccare e trasferire gli elettroni su un’ampia porzione della loro superficie. Il problema è che sono estremamente fragili, e non reggono bene ripetuti cicli di carica e scarica.
Gli scienziati californiani, però, guidati dal dottorando Mya Le Thai, hanno trovato un modo per rendere i nanofili molto meno delicati. Il team ha rivestito un nanofilo d’oro con un involucro di diossido di manganese, racchiudendo il tutto in un elettrolita costituito da un gel di carbonato di propilene, molto simile al plexiglass. Se i condensatori realizzati con nanofili non rivestiti garantiscono una vita utile tra i 2 mila e gli 8 mila cicli, quelli così protetti sono in grado di sopportarne fino a 200 mila.
Il merito è del gel, che plastifica l’ossido di metallo nella batteria conferendogli la flessibilità che previene la rottura dei fili. Il gruppo ha testato l’elettrodo rinforzato sottoponendolo a 200 mila cicli di carica e scarica in tre mesi. Non ha rilevato alcuna perdita di capacità o di potenza, né alcuna frattura nei nanofili.
«Tutti i condensatori a nanofili possono passare dai 2-8 mila a più di 100 mila cicli, semplicemente sostituendo un elettrolita liquido con un elettrolita in gel», hanno scritto i ricercatori nella loro pubblicazione.
La ricerca dimostra che l’elettrodo in nanofili di una batteria al litio può avere una vita molto più lunga dell’oggetto deve alimentare. Quando questa nuova scoperta otterrà sbocchi commerciali, potrebbe dar vita ad accumulatori “eterni” per computer, smartphone, elettrodomestici, automobili e perfino veicoli spaziali.
