Svolta eco-friendly e conveniente: la rivoluzione delle batterie a ricarica rapida

RomeRicercatori dell'Università di Chicago Pritzker Molecular Engineering e dell'UC San Diego hanno compiuto un grande passo avanti nella tecnologia delle batterie. Il team, guidato dalla Prof.ssa Y. Shirley Meng, ha sviluppato la prima batteria allo stato solido di sodio senza anodo. Questa nuova batteria è più ecologica ed economica rispetto alle batterie al litio, dato che il sodio è più comune e meno costoso del litio. Si ricarica rapidamente e potrebbe ridurre i costi dei veicoli elettrici e dei sistemi di stoccaggio energetico per le reti.

Le batterie tradizionali agli ioni di litio presentano diversi problemi:

Il litio ha un prezzo elevato perché è una risorsa scarsa. L'estrazione del litio ha un impatto negativo sull'ambiente. La maggior parte del litio mondiale si trova in poche regioni specifiche.

Il sodio è più comune e rispettoso dell'ambiente, facilmente ottenibile dall'acqua oceanica e dall'estrazione della soda. Queste caratteristiche lo rendono adatto per un uso diffuso. Inoltre, l'innovazione del team risolve problemi legati alle batterie tradizionali.

In una batteria tradizionale, gli ioni viaggiano da una parte chiamata anodo, attraverso un liquido detto elettrolita, verso un'altra parte chiamata catodo. Le batterie senza anodo eliminano l'anodo e immagazzinano direttamente gli ioni nel collettore di corrente. Questo design può aumentare la capacità di stoccaggio dell'energia e ridurre i costi, ma presenta anche sfide, come garantire una buona connessione tra l'elettrolita e il collettore di corrente.

Leggi anche:

Oggi · 09:56

Rivoluzione dei trapianti: una sfida senza rigetto

Gli elettroliti liquidi risolvono i problemi di contatto ma possono causare un accumulo chiamato interfaccia solida dell'elettrolita, che rende la batteria meno efficiente col tempo. Gli elettroliti solidi evitano questo problema, ma non garantiscono un buon contatto. I ricercatori hanno risolto questo utilizzando un nuovo collettore di corrente fatto di polvere di alluminio. Questa polvere viene pressata con elevata pressione, partendo morbida e diventando poi solida. Questo garantisce un buon contatto con l'elettrolita e un ciclo di vita della batteria efficiente.

Il nuovo design della batteria sviluppato dal team ha funzionato correttamente per diverse centinaia di utilizzi, rendendolo promettente per il futuro dello stoccaggio di energia. Grayson Deysher, dottorando all'Università della California, San Diego, e autore principale dello studio pubblicato su Nature Energy, ha sottolineato che è la prima volta che si combinano con successo sodio, stato solido e concetti senza anodo.

La nuova batteria a stato solido di sodio è cruciale per la produzione di più batterie. Facilita la transizione dall'uso dei combustibili fossili alla energia rinnovabile. La Prof.ssa Meng ha dichiarato che per alimentare gli Stati Uniti per un'ora servono un terawattora di energia. Per un futuro sostenibile, sono necessarie centinaia di terawattora di batterie. Questa nuova batteria è un elemento chiave di tale strategia.

I ricercatori Meng e Deysher hanno richiesto un brevetto per il loro lavoro. Immaginano un futuro con una varietà di opzioni di batterie pulite ed economiche. La loro ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation tramite il grant Partnerships for Innovation. Questo sviluppo promettente potrebbe migliorare sistemi di stoccaggio energetico più sostenibili ed efficienti, beneficiando sia l'ambiente sia l'economia.