Più cicli di ricarica vive una batteria agli ioni di litio, più il suo elettrodo negativo perde capacità di accogliere elettroni, diminuendo progressivamente la prospettiva di vita del pacco batterie. Alla Stanford University ed alla Beijing Tsinghua University hanno però trovato il modo di rendere le batterie al litio eterne, anzi, auto-riparanti.
Le ricerche degli ultimi anni sono state prevalentemente rivolte all’accrescimento della capacità di accumulo di energia nelle attuali batterie agli ioni di litio: la soluzione più promettente era stata identificata l’anno scorso, con l’inserimento di silicio nella nanostruttura dell’anodo. In questo modo l’elettrodo è in grado di accogliere molti più elettroni e più rapidamente (leggi: far affluire energia nella batteria più velocemente) rispetto agli standard attuali.
C’è solo un piccolo problema: per far ciò, la nanostruttura dell’elettrodo si dilata fino al 300% durante la migrazione degli elettroni al suo interno, per poi riprendere le sue dimesioni originali, arrivando a lesionarsi dopo pochi cicli di ricarica.
Una ricerca congiunta fra la Stanford University e la Tsinghua University di Beijing ha portato a trovare la soluzione. Americani e Cinesi hanno infatti sviluppato un polimero capace di riparare da sé ed istantaneamente le fratture provocate dalle repentine dilatazioni, grazie al quale gli elettrodi in silicio durano 10 volte più a lungo di quelli che ne sono sprovvisti.
Le équipe di ricercatori coordinate dai due professori, Chao Wang della Stanford e Hui Wu della Tsinghua, hanno appositamente indebolito i legami nella struttura dell’elettrodo per facilitarne la rottura, verificando così l’efficiacia dell’attrazione chimica che li ripara nel giro di poche ore.
Dotare i componenti delle batterie al litio della capacità di auto-ripararsi, fondamentale per molti organismi viventi, può davvero essere la chiave per estenderne il ciclo vitale: se gli attuali elettrodi utilizzati nelle batterie al litio che usano il silicio sopportano un centinaio di cicli di carica-scarica, gli obiettivi da raggiungere per i ricercatori sono i 500 cicli per le batterie destinate ai telefoni e i 3,000 cicli per quelle progettate per i veicoli elettrici.
Andrea Lombardo
Fonte: Gizmodo
