Senza il bisogno di sviluppare nuovi materiali, un team di ricercatori svizzeri ha migliorato le prestazioni delle batterie ricaricabili semplicemente ottimizzando l’anodo
(Rinnovabili.it) – Batterie al litio che durino più a lungo e che si ricarichino più rapidamente. Questo il duplice obiettivo centrato da un team di ricercatori svizzeri, senza dover reinventare i materiali strutturali delle pile ricaricabili.
Gli scienziati dello Swiss Paul Scherrer Institute PSI a Villigen e dell’ETH di Zurigo hanno sviluppato una procedura molto semplice e conveniente in grado di migliorare in modo significativo le prestazioni di questi dispositivi di accumulo. La procedura è scalabile in termini di dimensioni, quindi l’uso di batterie ricaricabili potrà essere ottimizzato in tutti i campi di applicazione, dagli orologi da polso alle automobili elettriche. Come spiega Claire Villevieille, capo della ricerca: “In questo campo di competizione, la maggior parte dei ricercatori si concentrano sullo sviluppo di nuovi materiali. Noi invece abbiamo controllato i componenti esistenti, al fine di sfruttare appieno il loro potenziale”. La soluzione si è rivelata davvero semplice: è bastato ottimizzare l’anodo di grafite (ossia l’elettrodo negativo).
Normalmente, gli elettrodi sono realizzati in grafite, ossia carbonio, disposti in minuscole scaglie disordinate, paragonabili in apparenza a cornflakes compressi. Quando una batteria al litio è in carica, gli ioni di litio passano dal catodo attraverso un fluido elettrolita verso l’anodo, dove vengono memorizzati nella barra di grafite. Quando la batteria è in uso, gli ioni tornano al catodo, ma sono costretti a percorrere strade più lunghe a causa delle deviazioni che comporta la massa scomposta di fiocchi di grafite.
La soluzione adottata dal team è stata quella di raddrizzare tali scaglie, allineandole tra loro attraverso un processo di magnetizzazione. Il risultato è stato sorprendete. “In condizioni di laboratorio – spiegano gli scienziati – siamo stati in grado di migliorare fino a tre volte la capacità di stoccaggio. A causa della loro costruzione complessa, le batterie commerciali non saranno in grado di replicare pienamente questi risultati. Ma le prestazioni saranno sicuramente migliorate, forse anche del 30 – 50 per cento: ulteriori esperimenti dovrebbero produrre prognosi più accurate”.
