Ricercatori dell’Università di San Diego, con il supporto di LG Energy, hanno fatto una scoperta promettente che riguarda le tecnologie per le batterie. Hanno creato una batteria allo stato solido con un anodo realizzato con il solo silicio promettendo lunga durata, alta densità di energia e ricarica veloce, tutti elementi che potrebbero rendere i veicoli elettrici più economici e più pratici.
Il silicio come materiale per l’anodo nelle batterie a stato solido potrebbe essere una svolta rispetto al litio metallico usato attualmente come anodo; quest’ultimo limita i tassi di carica e richiede temperature elevate. Il lavoro del gruppo è partito dagli anodi di silicio, evidenziando la possibilità di ottenere tassi di carica molto più rapidi a temperature ambiente. Altro vantaggio è una densità di energia 10 volte maggiore anodi di grafite (attualmente impiegati in alcune batterie a ioni di litio). Il silicio come anodi finora non era utilizzabile per motivi pratici per via delle modifiche del volume durate i cicli di carica e scarica e dalla degradazione a contatto con gli elettroliti liquidi usati nelle celle a ioni di litio.
Per risolvere il problema dell’instabilità dell’interfaccia dell’elettrolita liquido, la professoressa di nanoingegneria Shirley Meng riferisce che è stato eliminato il carbonio e i leganti associati agli anodi interamente in silicio. È stato sfruttato il microsilicio, un materiale indicato come meno elaborato e meno costoso del nanosilicio. È stato infine eliminato l’elettrolita liquido, sostituito da un elettrolita solido a base di solfuro.
Il risultato ottenuto consentirà di creare batterie più affidabili e stabili, permettendo di mantenere l’80% delle loro capacità dopo 500 cicli, e cicli di scarica possibili anche a temperature ambiente. È anche possibile sfruttare sistemi di ricarica rapida, più veloci di quelli ottenibili con il precedente tipo di anodo.
Il team di ricercatori ha già concesso in licenza la tecnologia ad una società denominata Unigrid battery, e LG Energy Storage prevede di ampliare la ricerca. Il lavoro in questione sembra particolarmente promettente in abbinamento ai meccanismi di stoccaggio e accumulo di energia noti come “grid storage”.
Come sempre ci vorrà del tempo e ulteriori prove prima di vedere applicazioni nel mondo reale. La ricerca è stata pubblicata su Science (una delle più prestigiose riviste in campo scientifico) e su Arxiv (un archivio per bozze definitive – “pre-prints” – di articoli scientifici in fisica).
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