Batterie ioni di litio, e se “incartassimo” gli anodi?

La nuova copertura nanostrutturata realizzata dalla Korea Maritime and Ocean University permette di migliorare le prestazioni delle batterie sul fronte della capacità specifica e del trasporto delle cariche

batterie ioni di litio
Creative Commons Zero – CC0

Una nuova spinta in avanti per le batterie ioni di litio

(Rinnovabili.it) – Le batterie ioni di litio continuano a dominare in maniera quasi incontrastata il mondo dell’energy storage “mobile” e portatile. E, mentre una buona fetta della ricerca studia formulazioni alternative per l’accumulo elettrochimico, c’è chi tenta di migliorar ancora la tecnologia esistente. È il caso degli scienziati della Korea Maritime and Ocean University, in Corea del Sud. Insieme ai colleghi della Pusan National University, hanno progettato un anodo in grado di superare diverse barriere d’efficienza con cui si scontrano le attuali batterie ioni di litio.

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Gli anodi in uso oggi per questa categoria di dispositivi, presentano ancora diverse inadeguatezze: dalla bassa capacità specifica alla ridotta conduttività ionica ed elettronica. Per superare tali barriere, spiega il dottor Jun Kang “ci siamo concentrati sul seleniuro di manganese (MnSe), un composto noto per la sua elevata conduttività elettrica”. Ottimo sulla carta, meno nella pratica. Tale materiale subisce, infatti, una drastica variazione di volume (di quasi il 160%) durante i cicli di carica-scarica. Effetto che non solo riduce le prestazioni dell’elettrodo, ma solleva anche problemi di sicurezza.

Nel tentativo di prevenire questo cambiamento di volume, il team ha sviluppato un processo semplice ed economico. Ha infuso uniformemente le nanoparticelle di MnSe in una matrice tridimensionale di nanofogli di carbonio poroso (o 3DCNM). In questo  materiale anodico di nuova concezione, “l’incarto” di carbonio 3D ha dotato le nanoparticelle di MnSe di numerosi vantaggi, come un elevato numero di siti attivi e un’area di contatto migliorata con l’elettrolita. Inoltre le ha protette dall’espansione volumetrica. Gli scienziati sono entusiasti delle potenziali implicazioni. “Utilizzando un’impalcatura di riempimento abbiamo sviluppato un anodo che aumenta le prestazioni della batteria consentendo allo stesso tempo la ricaricabilità”. I risultati dello studio appaiono su Chemical Engineering Journal (testo in inglese).

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