Le batterie al litio nichel ossido (LiNiO₂) potrebbero rivoluzionare la nostra vita quotidiana. I ricercatori hanno finalmente svelato il mistero della loro rapida degradazione.
Gli scienziati dell’Università del Texas a Dallas hanno identificato la causa della degradazione delle batterie LiNiO₂. Questa scoperta, pubblicata su Advanced Energy Materials, apre la strada a soluzioni per migliorare la loro stabilità. La loro approccio innovativo consiste nel rafforzare la struttura del catodo, un elemento chiave delle batterie.
Il professor Kyeongjae Cho e il suo team hanno utilizzato modelli computazionali per comprendere la degradazione. Hanno scoperto che gli atomi di ossigeno nel LiNiO₂ causano instabilità, portando a crepe. Per contrastare questo problema, propongono di aggiungere ioni positivi per rafforzare il catodo.
Matthew Bergschneider, dottorando in scienza dei materiali, è a capo di un progetto di fabbricazione robotizzata di prototipi di batterie. Questo metodo permetterà di produrre centinaia di batterie a settimana, un passo avanti verso la commercializzazione.
Il programma BEACONS, finanziato dal Dipartimento della Difesa, sostiene questa ricerca. L’obiettivo è sviluppare tecnologie di stoccaggio dell’energia più efficienti e formare una forza lavoro qualificata per questo settore in rapida espansione.
Le batterie LiNiO₂ potrebbero sostituire quelle al cobalto, un materiale raro e costoso. Questa innovazione potrebbe beneficiare molti settori, dagli smartphone ai veicoli elettrici, offrendo una durata di vita più lunga.
I ricercatori prevedono di collaborare con partner industriali per commercializzare questa tecnologia. La loro soluzione potrebbe segnare una svolta nel campo delle batterie al litio, rendendole più durature e accessibili.
Come funziona una batteria al litio?
Una batteria al litio immagazzina e rilascia energia grazie al movimento degli ioni di litio tra due elettrodi, il catodo e l’anodo. Durante la carica, gli ioni di litio si spostano dal catodo all’anodo. Durante la scarica, ritornano al catodo, generando una corrente elettrica.
Il catodo è generalmente composto da una miscela di materiali, tra cui il cobalto, che è costoso e raro. I ricercatori cercano di sostituire il cobalto con materiali più abbondanti e meno costosi.
L’elettrolita, un liquido o un gel conduttore, permette il movimento degli ioni tra gli elettrodi. La stabilità di questi componenti è cruciale per la performance e la durata della batteria.
Le avanzate conoscenze sui materiali e sui processi chimici permettono di migliorare l’efficienza e la sicurezza delle batterie al litio, essenziali per molte applicazioni moderne.
Fonte: Techno Science
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