E se le prossime batterie usassero l’aria per migliorare la densità energetica?
Batterie, croce e delizia dell’universo auto elettrica. Ovviamente la ricerca avanza, perché l’obbiettivo è quello di rendere gli accumulatori più leggeri e densi di energia. È proprio da questo fondamenti che si sta sviluppando la ricerca degli scienziati dell’Illinois Institute of Technology, che si stanno adoperando sulle batterie Litio-aria.
La densità energetica teorica è diverse volte superiore a quella delle batterie agli ioni di litio e persino delle celle al litio-zolfo. Il concetto non è nuovo, ma fino ad ora nessuno è riuscito a risolvere i tanti problemi che ha questo tipo di cella. Notoriamente instabili perché il litio metallico reagisce sia con l’umidità dell’aria che con l’acqua nell’elettrolita. La loro efficienza è anche molto bassa perché la differenza di tensione di carica e scarica è molto grande, causando perdite di energia.
La quadra c’è
Gli scienziati dell’Illinois Institute of Technology pensano di aver trovato la formula vincente per batterie Li-aria commercialmente performanti. Il team guidato dall’assistente professore di ingegneria chimica Mohammad Asadi ha aperto la strada a un nuovo elettrolita, combinando polimero e ceramica, gli elettroliti solidi più comuni. Entrambi hanno svantaggi se usati separatamente. Ma se combinati, offrono la soluzione migliore, con l’elevata conducibilità ionica della ceramica e la maggiore stabilità e l’elevata connessione interfacciale del polimero.
Il nuovo elettrolita solido composito a base di ceramica-polietilene ossido consente la formazione e la decomposizione del biossido di litio a velocità elevate a temperatura ambiente, una novità assoluta in una batteria litio-aria. Il design della batteria ha il potenziale per immagazzinare 1 kWh per chilogrammo o superiore, una densità di energia quattro volte superiore a quella delle attuali batterie agli ioni di litio più avanzate del settore, prodotte da Tesla.
Il nuovo elettrolita mostra un’elevata conduttività e stabilità ionica e un’elevata stabilità del ciclo. Secondo il documento pubblicato su Nature, la nuova batteria è ricaricabile per 1.000 cicli e può funzionare a velocità di carica e scarica elevate. Questo è essenziale in un veicolo elettrico ad alte prestazioni.