Gli scienziati della Rice University’s George R. Brown School of Engineering hanno sviluppato un metodo per ottimizzare la ‘prelitizzazione’, un processo che aiuta a mitigare la perdita di litio e migliora i cicli di vita delle batterie.
Il nuovo metodo per raggiungere efficienze record
Gli scienziati della Rice University’s George R. Brown School of Engineering, in Texas, hanno messo a punto un nuovo metodo di rivestimento a spruzzo che rafforza la prelitizzazione, un processo per ridurre le perdite di litio e migliorare i cicli di vita delle batterie. In questo modo è possibile raggiungere delle efficienze record.
Lo studio: durata della batteria dal 22 al 44%
Il metodo è stato oggetto di uno studio al quale hanno lavorato tantissimi ricercatori, e che è stato anche pubblicato su ACS Applied Energy Materials.
È stato scoperto che, il rivestimento a spruzzo degli anodi con una miscela di particelle e un tensioattivo (sostanza che ha la proprietà di abbassare la tensione superficiale di un liquido), aumenta la durata della batteria dal 22 al 44%, e tutto questo è possibile soprattutto per la presenza del silicio.
I vantaggi del silicio
Parliamo di un materiale che è in grado di migliorare la densità energetica di questi dispositivi agli ioni di litio, come ha spiegato l’ingegnere chimico e biomolecolare Sibani Lisa Biswal Biswal, ed è per questa ragione che gli scienziati stanno spingendo adesso per delle batterie nelle quali gli anodi di grafite vengano sostituiti dal silicio.
I ‘problemi’ del silicio
Ma oltre ad esserci dei benefici in termini di efficienza, ci sono anche dei problemi che potrebbero sorgere al suo utilizzo.
Lo scienziato Biswal ha voluto sottolineare il più influente: la formazione di un’interfase solido-elettrolita, chiamata anche ‘strato SEI’, che consuma moltissimo litio, causando un esaurimento più rapido della batteria.
In generale, il volume di un anodo di silicio varia durante il ciclo del dispositivo, e questo può provocare la rottura del SEI o renderlo instabile.
Il metodo di prelitizzazione sviluppato dall’ingegnere e dal suo team mira proprio a ricercare e raggiungere la stabilità dello strato, migliorando così la durata e l’efficienza dell’intera tecnologia. Ma, la vera novità dello studio, è l’uso di un tensioattivo per aiutare a disperdere le particelle.
Con questo meccanismo, si possono produrre batterie su larga scala dalla più elevata efficienza e densità energetica, e si può rivoluzionare le capacità di stoccaggio dell’energia di queste tecnologie al fine di raggiungere quegli obiettivi climatici previsti al 2030 e al 2050.
