Una batteria al litio più potente e veloce entro 5 anni dalla University of Southern California

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photo credit: Dr. EOS via photopin cc
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Forse sarà in commercio già fra tre anni: si tratta di una nuova tecnologia per batterie al litio sviluppata dai ricercatori dell’Università della California e attualmente in fase di test e brevetto.

Tre volte più capace di immagazzinare energia di una equivalente batteria che utilizzi un tradizionale anodo in grafite (da cui deriva il grafene, altro oggetto di studi) e ricaricabile in soli 10 minuti: questi i principali vantaggi della tecnologia sperimentata.

Il segreto di questi risultati, pubblicati sulla rivista scientifica Nano Research di Gennaio, è racchiuso nell’impiego di un anodo in nano particelle di silicio poroso: la ricerca è stata condotta dal professore Chongwu Zhou della USC (University of Southern California) Viterbi School of Engineering capitanando un team composto in gran parte dagli studenti della USC Mingyuan Ge, Jipeng Rong, Xin Fang e Anyi Zhang con la collaborazione di Yunhao Lu della Zhejiang University cinese.

L’anodo, in una batteria, è quell’elemento che permette all’energia di affluire al suo interno (a differenza del catodo che ne è la porta d’uscita) e le ricerche basate sul silicio, dalle grandi capacità ed economico, si sono ripetute negli anni: il problema stava sempre nelle rotture cui i processi di carica e scarica delle batterie inducevano gli anodi in questo materiale.

Utilizzando però delle nano particelle grandi meno di 100 nanometri di diametro in silicio poroso, la dilatazione e contrazione dovuta a questi processi è sopportata per via della natura porosa del materiale senza provocare rotture e, al contempo, permettendo all’anodo quell’aumento di superficie che consente all’energia di affluire di più e più velocemente nella batteria. In questo modo anche i tempi di ricarica migliorano, infatti.

L’unico problema riguarda la produzione su larga scala di questo tipo di nano particelle: per ovviare a ciò, il team di Zhou ha replicato i risultati raggiunti servendosi di micro sfere in silicio forate artificialmente, ottenendo così una declinazione adatta ai grandi numeri produttivi che ne sarebbero richiesti qualora divenisse uno standard commerciale.

Gli ultimi obiettivi da raggiungere per il team della USC sono l’incremento della durata media di vita di questo tipo di batterie con il raggiungimento di dei 2.000 cicli di ricarica prefissati dal progetto e la definizione di un nuovo catodo che implementi ulteriormente le performance della batteria.

Gli sviluppatori della ricerca sono ottimisti: al massimo entro 5 anni questa tecnologia sarà in commercio e costituirà una nuova generazione di batterie al litio.

 

[A.L.]

 

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