Questa invenzione migliorerà drasticamente le prestazioni delle batterie elettriche al litio

Sebbene le prestazioni delle batterie al litio siano aumentate in modo significativo negli ultimi anni grazie alla scienza, sono ancora necessari miglioramenti. Il lavoro di ottimizzazione mira non solo ad aumentare la loro densità energetica, ma anche a ridurre i costi e l’impatto sull’ambiente. In Corea del Sud, un gruppo di ricerca composto da Dottor Han Joong Tark e lo studente ricercatore Lee Do Geun del KERI Nanohybrid Technologies Research Center ha sviluppato un nuovo tipo di anodo progettato specificamente per le batterie agli ioni di litio. Un articolo dedicato a questo entusiasmante progetto di ricerca è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Advanced Functional Materials.

Un processo innovativo

Come specificano i ricercatori nel loro studio, il loro lavoro si concentra sulla creazione di “materiali anodici compositi costituiti da carbonio drogato con silicio e azoto” al fine di migliorare le prestazioni generali delle batterie al litio. Per raggiungere il loro obiettivo, hanno sviluppato un processo innovativo per combinare grafite e silicio. Sì, anche se permette di raggiungere una densità energetica ben superiore a quello della grafite, quest’ultimo ha lo svantaggio di essere molto sensibile alle variazioni di temperatura. Di conseguenza, si espande 3-4 volte durante la carica e la scarica, compromettendo così l’efficienza.

Nanotubi di carbonio a parete singola

Al fine di massimizzare il tasso di concentrazione di silicio del loro nuovo materiale anodico, il Dottor Han Joong Tark E Lee Do Geun hanno utilizzato nanotubi di carbonio a parete singola drogati con azoto e grafene. Tuttavia, a causa del loro diametro ridotto e della maggiore conduttività rispetto ai nanotubi a pareti multiple, i nanotubi adottati dal team presentava problemi di dispersione. Di fronte a ciò, i ricercatori hanno sviluppato nuovi processi di funzionalizzazione e dispersione colloidale che rendono più semplice l’aggiunta di azoto alla superficie dei nanotubi di carbonio.

Prestazioni più durature

Applicando i nanotubi di carbonio creati agli anodi delle batterie al litio, gli scienziati hanno notato un netto aumento della velocità di trasferimento degli ioni di litio al silicio. Un fenomeno che, secondo loro, contribuisce al miglioramento della velocità di ricarica. Inoltre, questo disegno aumenterebbe la stabilità. Test di laboratorio hanno dimostrato che la batteria dotata del nuovo elettrodo positivo potrebbe conservare fino all’82% della sua capacità dopo 100 cicli di carica/scarica, rispetto solo al 30% degli anodi tradizionali. Maggiori informazioni: doi.org. Cosa ne pensate di questa tecnologia? Ti invito a condividere la tua opinione, le tue osservazioni o segnalarci un errore nel testo, clicca qui per pubblicare un commento.