Le batterie litio-zolfo (leggi) hanno una densità energetica che potrebbe raddoppiare l’autonomia di un veicolo e alimentare un cellulare per cinque giorni con una sola ricarica.
Tanta energia, ma vita breve
Purtroppo, però, sono afflitte da una instabilità intrinseca che tende a farle degradare molto rapidamente. Per di più il deterioramento le espone a un forte rischio di incendio. Ma un team di ricercatori giapponesi sta sperimentando una soluzione che in laboratorio ha già raggiunto l’obiettivo di mantenerle efficienti per centinaia di cicli.
La soluzione? Una spugna porosa
Si basa su una sorta di spugna porosa in nanotubi di carbonio rivestiti in nitruro di titanio e biossido di titanio. Il team è quello della Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University composto da scienziati dei materiali. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications.
«Utilizzando questi due materiali, abbiamo sviluppato un ibrido a basso costo e facile da applicare» dice Luis Ono, co autore dello studio. «Abbiamo scoperto che aveva un’eccellente capacità di migliorare le prestazioni della batteria».
Il prototipo della nuova batteria ha un tempo di ricarica più breve, una maggior capacità specifica e, soprattutto, è in grado di sopportare 200 cicli senza perdite nell’efficienza.
La nuova architettura impedisce che durante le fasi di carica e scarica litio e zolfo reagiscano. E generino polisolfuro di litio che poi si dissolve in polisolfuri dannosi per la batteria. Nel prototipo giapponese, invece, il polisolfuro di litio si converte rapidamente in solfuro di litio o persolfuro di litio, mentre il biossido di titanio assorbe i polisulfuri dannosi.
Batterie litio-zolfo, autonomia doppia
Al di là delle complesse reazioni chimiche, il prototipo di batterie litio-zolfo di Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University promette grandi performances: offre cinque volte più energia per unità di peso e questo significa che un veicolo potrebbe passare da 300 a 500 km di autonomia con batterie dello stesso peso.
Il peso è fattore cruciale soprattutto nell‘elettrificazione degli aerei dove solo questo tipo di accumulatore potrebbe rendere commercialmente redditizio un velivolo 100% elettrico.
Se 200 cicli sono tanti, ma non bastano
I 200 cicli di ricarica ottenuti dai ricercatori giapponesi sono un buon punto di partenza, ma per poter essere adottata commercialmente qualsiasi batteria deve almeno superare i 1.000 cicli. Ciò significa che la scoperta deve essere ancora affinata ed è prematuro alimentare l’illusione di potrela tradurre in pratica.
Inoltre lo zolfo è un materiale abbondante ed economico, ma non è detto che la lavorazione dei nanotubi in carbonio sia economicamente sostenibile. Ma l’altro autore dello studio Yabing Qi, pensa che la nuova tecnologia sia «davvero promettente ed entusiasmante».
E’ stato pubblicato un altro lavoro, questa volta frutto di una collaborazione USA/Cina, con l’obiettivo di aumentare la vita utile delle batterie LiS https://www.anl.gov/article/previously-unknown-pathway-to-batteries-with-high-energy-low-cost-and-long-life
Ne vedremo delle belle… in elenco mettiamo anche, quelli al Sodio, quelle al Grafene e quelle al Magnesio.
Troppo roba bolle in pentola, ma chi uscirà vincitore?
Ai posteri l’ardua sentenza…