Da New York la batteria ricaricabile acquosa che sfida gli ioni di litio

Con una tensione di 2,45-2,8 V, la batteria alcalina MnO2 | Zn, sviluppata dal CCNY, punta a scippare la leadership alla tradizionale tecnologia d’accumulo al litio

batteria ricaricabile
Credit: G.G. Yadav et al, ACS Energy Lett., 2019, 4, 2144-2146.

 

Un nuova batteria ricaricabile per rendere l’accumulo USA “great again”

(Rinnovabili.it) – Una nuova batteria ricaricabile ad alta tensione potrebbe presto competere con la tecnologia agli ioni di litio sul mercato dell’accumulo energetico. Ne sono convinti i ricercatori Gautam G. Yadav, Damon Turney, Jinchao Huang e colleghi del City College di New York (CCNY), negli USA. Qui infatti, il gruppo ha realizzato una batteria alcalina MnO2 | Zn (biossido di manganese e zinco) economica e sicura che mostra alte tensioni e alta capacità.

 

Il merito del team di scienziati è quello di aver superato la barriera da 2 V nella chimica acquosa dello zinco, elemento che ne aveva precedente precluso l’ascesa commerciale. “La tensione delle attuali batterie alcaline MnO2 | Zn disponibili in commercio è di circa 1,2-1,3 V, dato considerato basso rispetto allo ioni di litio che mostrano invece una tensione superiore 3 V”, spiega Yadav, primo autore della ricerca. Per la tecnologia agli ioni di litio, infatti, l’alta tensione mostra è stato uno degli elementi primari che ne ha contribuito al successo come batteria ricaricabile. “Sfortunatamente contiene elementi tossici e geopoliticamente sensibili; e i paesi asiatici possiedo il monopolio delle miniere (per questi elementi) e della loro produzione”, ha aggiunto lo scienziato. “Ciò ha messo gli Stati Uniti in un enorme svantaggio facendogli perdere la leadership nel settore dello stoccaggio dell’energia”.

 

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Per rompere la barriera dei 2 V, gli scienziati hanno progettato interfacialmente due diversi elettroliti acquosi che forniscono una capacità teorica (308 mAh / g) in modo reversibile per molti cicli, senza l’uso di costose membrane ionoselettive che separano anodi e catodi. Questa nuova batteria ricaricabile mostra una tensione di 2,45-2,8 V e rappresenta secondo il gruppo un ottimo precursore per l’eventuale sostituzione di batterie agli ioni di litio in applicazioni in cui costi, sicurezza e caratteristiche di densità energetica sono considerati fondamentali. “Grazie a Mn e Zn, elementi ampiamente disponibili e di cui gli Stati Uniti sono ricchi di questi materiali, consentiremmo al Paese di competere di nuovo”.

 

 

La ricerca è stata pubblicata su ACS Energy Letters (testo in inglese). 

 

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