• Articolo Stanford, 9 gennaio 2013
  • Nuovi progressi tecnologici per le batterie agli ioni di Litio

    Batterie super-efficienti? Il segreto è nella forma a uovo

  • Il particolare design del catodo di zolfo ha permesso d’immagazzinare un quantitativo di energia 5 volte maggiore rispetto a quanto ottenibile oggi a livello commerciale

(Rinnovabili.it) – Il nuovo primato mondiale in ambito di dispositivi di stoccaggio energetico se lo sono guadagnati gli scienziati del SLAC National Accelerator Laboratory; qui un gruppo di ricercatori, collaborando con la Stanford University, è riuscito a progettare una batteria dalle straordinarie capacità. Per riuscire nell’impresa il team ha sfruttato un design a forma di “guscio e tuorlo d’uovo”, la cui peculiare struttura ha permesso d’immagazzinare nel catodo di zolfo di una batteria ricaricabile al litio un quantitativo di energia 5 volte maggiore rispetto a quanto ottenibile oggi a livello commerciale.

Il catodo ha inoltre mantenuto un elevato livello di prestazioni anche dopo 1000 cicli carica/scarica, rivelando in tal modo promettenti potenzialità per il futuro utilizzo di questa soluzione anche nelle nuove generazioni di veicoli elettronica e elettronica portatile.

 

Oggi le batterie al litio riescono a trattenere non più dell’80% della loro capacità iniziale dopo 500 cicli carica/scarica e per vent’anni l’impiego in maniera efficiente dei catodi in zolfo all’interno di questa soluzione di stoccaggio si è dimostrata svantaggiosa dal punto di vista commerciale; ogni esperimento pratico finiva con la dissoluzione dell’elettrodo o, in caso di applicazione d’un rivestimento protettivo, di fuoriuscita dall’involucro.

 

Per superare il problema i ricercatori hanno selezionato un nuovo nano-design per il catodo: minuscoli noccioli di zolfo ciascuno circondato da una sorta di camera d’aria chiusa da guscio rigido di titanio-ossido poroso. Visivamente le mini-strutture ricordano esattamente delle uova. Lo spazio vuoto tra nocciolo e guscio permette alla zolfo di espandersi  senza provocare danni alla struttura. “Dopo 1000 cicli carica/scarica, il nostro catodo aveva mantenuto circa il 70% della sua capacità di memorizzazione. Questo è l’elettrodo in zolfo più performante al mondo, per quanto ne so”, spiega il ricercatore Yi Cui. “Anche senza l’ottimizzazione del design, questo ciclo di vita catodo è già alla pari con performance commerciali. Si tratta di un risultato molto importante per il futuro delle batterie ricaricabili.”