Spazio e Scienze

Batterie allo stato solido, un nuovo nano rivestimento per il salto di qualità

‎Un team di ricercatori della Stanford University e dello SLAC National Accelerator Laboratory ha messo a punto un rivestimento che supera alcuni dei difetti delle attuali batterie, rendendo possibile l’utilizzo delle più performanti batterie allo stato solido di litio. Queste ultime infatti potenzialmente rappresentano l’uovo di Colombo sia per i dispositivi mobile che, soprattutto, per le automobili elettriche, perché risolverebbero alcune delle criticità delle attuali batterie: la sicurezza (usando un elettrolita solido non sono infiammabili), la capacità di fornire una quantità di carica assai superiore e un peso minore, consentendo di utilizzare appunto il litio per gli anodi al posto del più pesante grafene.

Il problema però è che allo stato attuale gli anodi in litio tendono a creare velocemente dendriti, ossia strutture acuminate, che possono perforare la membrana che separa anodo e catodo, generando quindi cortocircuiti. I ricercatori quindi si sono concentrati proprio nel trovare un rivestimento che consenta di utilizzare il litio per gli anodi senza che ciò porti a una formazione pericolosa di dendriti.

Il nano rivestimento, chiamato DSN (Dynamic Single-ion-conductive Network) è assai complesso nella formulazione (se vi interessa potete leggere la ricerca a questo indirizzo), ma sostanzialmente quello che fa è ‎impedire la formazione di dendriti creando una rete di molecole che forniscono gli ioni di litio caricati all’elettrodo in modo uniforme. Il DSN quindi previene le reazioni chimiche indesiderate tipiche di queste batterie e riduce anche l’accumulo chimico sull’anodo, che degrada rapidamente la capacità della batteria di fornire energia.

I ricercatori ‎‎stanno ora perfezionando il loro rivestimento al fine di aumentarne la capacità di conservare energia per un numero maggiore di cicli. Le premesse comunque sono buone, con la formulazione attuale una batteria allo stato solido al litio ha mostrato di aver conservato l’85% della propria capacità dopo 160 cicli, quando lo stesso tipo di batteria senza DSN dopo lo stesso numero di cicli si attesta mediamente attorno al 30%.‎