Le prestazioni delle batterie al litio utilizzate nei veicoli elettrici dipendono dalla capacità dell'anodo di immagazzinare ioni di litio; a questo proposito, il professor Won Bae Kim, dell'Università di Scienza e Tecnologia di Pohang (POSTECH), ha guidato una squadra di ricerca con l'obiettivo di sviluppare un nuovo materiale anodico.
Il team, composto dai dottorandi Song Kyu Kang e Minho Kim del Dipartimento di Ingegneria Chimica, ha sviluppato nanofogli di ferriti di manganese (Mn3-xFexO4) utilizzando un innovativo metodo di auto-ibridazione basato sulla sostituzione galvanica. Questo metodo ha incrementato la capacità di stoccaggio di ioni di litio del materiale, raggiungendo una capacità 1,5 volte superiore al limite teorico, permettendo così di ricaricare un veicolo elettrico in soli sei minuti.
Nel corso dello studio, il team di ricerca ha ideato un nuovo processo per sintetizzare le ferriti di manganese, un materiale anodico noto per la sua elevata capacità di stoccaggio di ioni di litio e le proprietà ferromagnetiche. Inizialmente, è stata eseguita una reazione di sostituzione galvanica in una soluzione contenente ossido di manganese e ferro e successivamente, il team, ha utilizzato un metodo idrotermale per creare fogli di ferriti di manganese sottili su scala nanometrica con ampie superfici.
I risultati sperimentali hanno dimostrato che per caricare e scaricare una batteria con una capacità equivalente a quella dei veicoli elettrici attuali sono necessari solo sei minuti. Questo studio ha quindi perfezionato il processo di sintesi, superando i limiti teorici del materiale anodico e accelerando il processo di ricarica della batteria.
Il professor Won Bae Kim, responsabile della ricerca, ha commentato: "Abbiamo contribuito a una nuova comprensione di come superare le sfide elettrochimiche dei materiali anodici convenzionali e aumentare la capacità della batteria attraverso un design mirato con alterazioni superficiali basate sul movimento degli elettroni". Il professore ha espresso ottimismo sul fatto che questo progresso possa portare a una maggiore durata della batteria e a tempi di ricarica più brevi per i veicoli elettrici.