Innovazione

Energia per smartphone & Co.: le batterie litio-aria

Le nuove batterie in fase di test nei laboratori dell'Università di Cambridge.

Un esperimento condotto all'università di Cambridge ha dimostrato che è possibile superare molti degli ostacoli che attualmente impediscono la realizzazione e la diffusione delle batterie litio-aria, una nuova generazione di accumulatori potenzialmente più efficienti.

Limiti attuali. Nei comuni accumulatori agli ioni di litio (Li-Ion) che usiamo negli smartphone e nei pc portatili, i due elettrodi, uno negativo e uno positivo, contengono rispettivamente grafite e l'ossido di un metallo (ad esempio ossido di litio cobalto), mentre l'elettrolita consiste in un sale di litio disciolto in un solvente organico.

Come noto ormai a tutti per semplice esperienza, questo tipo di batteria si deteriora facilmente nel tempo e la relativa bassa densità energetica (ovvero la quantità di energia immagazzinata e trasportata) impone frequenti ricariche.

Nuove opzioni. Le batterie litio-aria o litio-ossigeno rappresentano un'alternativa su cui vengono riposte molte speranze, in primo luogo per via della loro elevata densità energetica. Il principio generale di funzionamento prevede che l’ossigeno venga prelevato dall’aria invece che dagli ossidi dei metalli pesanti; tuttavia, fino a oggi la ricerca in questo campo ha dato risultati insoddisfacenti e con scarse prospettive.

La prova in laboratorio. Nella sua dimostrazione, il team guidato da Clare Grey ha testato una nuova ricetta chimica, che si basa sull'impiego di un elettrodo poroso di grafene e sfrutta lo ioduro di litio in soluzione acquosa per mediare la reazione, producendo così idrossido di litio durante la fase di scarica - quella che genera elettricità.

Il risultato è una batteria con un'efficienza del 93%, equivalente alle batterie agli ioni di litio tradizionali, ma dotata di una maggiore stabilità dopo cicli multipli di carica e scarica.

Prossimi sviluppi. Il sistema proposto dai ricercatori di Cambridge mostra ancora parecchie criticità: ad esempio necessita di ossigeno puro e soffre la presenza di altre sostanze nell'aria. «C'è ancora molto lavoro da fare», ha commentato Grey, ma l'esperimento «dimostra che esistono soluzioni ad alcuni dei problemi più complicati associati a questa tecnologia».

Le applicazioni future non sono comunque attese a breve: i ricercatori avvertono infatti che per avere una batteria litio-aria con performance ottimali occorre ancora un decennio.

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2 novembre 2015 Davide Decaroli
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