• Articolo Seoul, 24 gennaio 2017
  • Batterie metallo-aria, pronte a sconvolgere il mercato

  • Un nuovo catalizzatore, creato da ricercatori coreani, aumenta l’efficienza delle pile zinco-aria abbassandone i costi di produzione

Batterie metallo-aria, pronte a sconvolgere il mercato

 

(Rinnovabili.it) – La ricerca asiatica mette a segno un altro punto nel campo delle batterie metallo-aria. Dopo le innovazioni strutturali apportate da un team di ricercatori di Singapore, tocca alla Corea del Sud sperimentare una nuova strada per aumentare l’efficienza delle pile zinco-aria.

Questa tecnologia vanta un’alta densità energetica (fino oltre i 200 Wh/kg) e bassi costi di produzione e smaltimento, ma l’efficienza ha rappresentato da sempre il suo tallone d’Achille. Il problema principale è legato alla reazione tra ossigeno ed elettroni che avviene al livello del catodo, attraverso cui si ottiene ossido metallico. Questo passaggio è il più lento nel complesso delle reazioni chimiche della batteria, limitando di conseguenza l’output della tensione e le performance ad alta corrente. E se non adeguatamente gestito può produrre intermedi corrosivi che danneggiano la batteria stessa.

 

Per accelerare le reazioni sono necessari i catalizzatori, molecole che intervengono nel processo abbassando l’energia di attivazione, e dunque aumentando la velocità complessiva, senza consumarsi o essere mutate dalla reazione stessa. Il più noto è il platino che, tuttavia, ha costi proibitivi se l’intenzione è quella di portare la batteria sul mercato di massa. In altre parole, rendere le batterie metallo-aria più efficienti, fino a ieri significava renderle più costose.

 

Un gruppo di scienziati della Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) ha recentemente pubblicato un articolo in cui spiega di aver sviluppato, con successo, un nuovo catalizzatore per aumentare la velocità della reazione e dunque l’efficienza della pila, senza alzare i prezzi.

 

Il lavoro, guidato dagli ingegneri chimici Hyun-Kon Song e Kim Guntae, mette in luce le capacità catalitiche della perovskite che può sostituire efficientemente il platino, grazie all’aggiunta di un polimero conduttivo: il polipirrolo. Quando utilizzati singolarmente, la loro attività non raggiunge il livello del platino, ma quando miscelati, i risultati sono sbalorditivi. Si tratta – spiegano gli scienziati – del primo effetto sinergico nell’elettrocatalisi dell’ossigeno anche se non vi è alcuna interazione chimica tra perovskite e polipirrolo. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Energy & Environmental Science (SEO).

Un Commento

  1. NICOLA SPANO'
    Posted marzo 19, 2018 at 8:11 pm

    Questa ricerca su un catalizzatore SOLIDO come la miscela (POLIPIRROLO-PEROWSKITE) un polimero conduttore il polipirrolo , conduzione particolare peraltro dovuta alla coniugazione di doppi legami con una sostanza minerale (PEROWSKITE tipo MeTiO3 [Me bivalente]) importante nella tecnologia del fotovoltaico che è un semiconduttore in cui generalmente è il biossido di titanio TiO2 contenuto implicitamente nella perwskite che presenta semiconduzione di tipo p e quarda caso anche il polipirrolo ha una conduzione elettronica di tipo p e pertanto questa miscela rafforzando la semiconduzione di tipo p riesce a catalizzare la formazione dell’ossido di zinco all’anodo. Semplificando possiamo dire che la miscela catalitica rafforza la carica positiva nelle vicinanze dell’anodo e migliora la reazione: Zn + 1/2O2 =Zn+2^ + O-2^ = ZnO che è la reazione elettrochimica utile. Si osservi che l’ossido conduttore ZnO si forma in modo nanometrico proprio sull’anodo, ma la sua formazione non intralcia il moto elettronico nel circuito esterno essendo anche esso conduttore.

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