Le future batterie al litio dureranno il doppio. E’ questo il risultato della ricerca di alcuni ingegneri dell’Università di Standford che hanno riferito di essere riusciti a fare un notevole passo avanti in quello che diversi progettisti hanno tentato per decenni, ovvero la realizzazione di un anodo di litio puro.
Come spiega la fonte, le batterie attuali vengono definite batterie al litio, ma questo è vero soltanto in parte: in realtà quelle che noi abbiamo ora sono batterie agli ioni di litio, in quanto quest’ultimo è infatti presente soltanto nell’elettrolita, e non nell’anodo. “Di tutti i materiali che si possono usare in un anodo, il litio è quello con maggiore potenziale. Alcuni lo chiamano il Santo Graal” ha riferito Yi Cui, professore a capo della ricerca, spiegando quanto sia leggero ma allo stesso tempo integri la più alta densità di energia, che rende possibile ottenere più potenza in batterie di fatto più piccole e leggere.
Diversi ingegneri in passato avevano abbandonato la ricerca dopo aver tentato per tantissimi anni in quanto incorrevano in un problema comune che, a detta del professore, è stato finalmente superato. Lo conferma Guangyuan Zheng, uno degli ingegneri che ha lavorato al progetto, riferendo che il team è riuscito a trovare un modo per proteggere il litio da tutti i problemi incontrati nei decenni precedenti.
“In termini pratici, se riuscissimo a migliorare la capacità delle batterie di quattro volte rispetto a quelle attuali sarebbe davvero eccitante. Ciò si tradurrebbe in un cellulare con una batteria che dura il doppio o il triplo, oppure in un’automobile elettrica da 25.000 dollari che potrebbe garantire un viaggio di 300 miglia” ha raccontato Steven Chu, ex U.S. Secretary of Energy e Premio Nobel che ha partecipato al progetto ed attualmente insegna a Standford.
Nella relazione viene spiegato per filo e per segno il funzionamento delle attuali batterie agli ioni di litio presente in smartphone ed automobili, dove riassumendo l’anodo è costituito da grafite e silicio piuttosto che il litio che si vuole implementare. Il motivo è che questi due materiali, durante la ricarica, si espandono leggermente ma mai quanto il litio che, durante il processo, lo fa in modo irregolare provocando solchi e fessure sulla superficie esterna, per fare un esempio come farebbe una vernice sulla superficie esterna di un palloncino mentre viene gonfiato.
Questa sarebbe la prima sfida che i ricercatori sono riusciti a superare dignitosamente, insieme al fatto che il litio si surriscalderebbe molto più degli altri due materiali, arrivando talvolta fino all’esplosione: da non sottovalutare infine il fatto che il litio nell’anodo è chimicamente molto più reattivo con l’elettrolita, il che porterebbe ad una notevole riduzione della durata della batteria.
Tutti questi problemi sono stati risolti dai ricercatori di Standford che hanno ideato uno strato protettivo caratterizzato da cupole di carbonio interconnesse con l’anodo di litio che hanno definito “nanosfere”, simile ad un nido d’ape che creerebbe un film flessibile, uniforme e non reattivo che protegge il litio instabile dagli inconvenienti sopracitati: questo strato ha uno spessore di soli 20 nanometri, per farvi un’idea ci vorrebbero almeno 5.000 strati per eguagliare lo spessore di un singolo capello umano.
