Addio litio, la ricerca vuole batterie ricaricabili di nuova generazione

Realizzato un catodo ad alte prestazioni a partire da un polimero organico. Potrebbe offrire una chance commerciale alla tecnologia d’accumulo a ioni di sodio o ioni magnesio

La ricerca in campo dell’energy storage è sempre più orienta verso un’era post litio. Ma riuscire a realizzare batterie ricaricabili di nuova generazione che mandino definitivamente in soffitta questo metallo non è facile. In molti casi, ad esempio, i prodotti con alte densità hanno vite brevi, quelli con lunghi cicli di carica e scarica, immagazzinano poca energia, e così via. Trovare lo stesso punto di equilibrio offerto dalle batterie a ioni di litio è una sfida ancora aperta ma che, per più di un motivo, il settore deve obbligatoriamente affrontare (leggi anche Il mercato dei metalli si scontra con l’accumulo: turbolenze in arrivo).

Una delle promesse del comparto è rappresentata dalle batterie ricaricabili a ioni sodio, magnesio o alluminio. Come è facile intuire ognuna di queste alternative sfrutta la stessa tecnologia di carica-scarica impiegata dagli ioni di litio, con una piccola ma sostanziale differenza: si tratta di elementi economici, facili da reperire e non tossici. Di contro gli elettrodi di queste batterie sono troppo poco stabili e possiedono una potenza troppo bassa per offrire un prodotto commercialmente valido.

Una soluzione al problema potrebbe arrivare dal nuovo studio effettuato da un gruppo di ricercatori internazionale, tra cui gli ingegneri chimici dell’Università del Maryland, negli Stati Uniti. Il team ha studiato le potenzialità di polimero ecologico a base di pirazina come materiale catodico universale per queste batterie ricaricabili a base di sodio, magnesio o alluminio. Il composto in questione si chiama PHATN, una versione chimicamente “corretta” di una molecola già ampiamente impiegata nel settore dello storage, e che i ricercatori assicurano essere abbondante e sostenibile.

I risultati del lavoro, pubblicato in questi giorni su rivista Angewandte Chemie, hanno lasciato particolarmente soddisfatti gli scienziati. Quando impiegato in una batteria a ioni di sodio, il PHAT ha permesso di ottenere alte tensioni (fino a 3,5 volt), una densità di energia di 440 Wh/kg e una capacità di oltre 100 mAh per grammo anche dopo 50.000 cicli. Si tratta, spiega il team, del migliore risultato mai raggiunto per questa tecnologia. Prestazioni eccezionali si sono però registrate anche nelle batterie ricaricabili a ioni di magnesio e a ioni di alluminio con una capacità reversibile di 110 mAh/g dopo 200 cicli in batterie Mg e 92 mAh/g dopo 100 cicli in batterie Al.

Fonte: http://www.rinnovabili.it

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