Batterie sostenibili: come sono fatte
Ioni ammonio al posto del litio. La ricetta della KAUST per le batterie ricaricabili strizza l’occhio a nuovi dispositivi più ecologici e sostenibili. Andiamo a scoprire di cosa si tratta.
Batterie sostenibili: il progetto innovativo
La tecnologia a ioni di litio domina attualmente il mercato dello stoccaggio energetico attraverso una vasta gamma di applicazioni: dai dispositivi elettronici portatili alle batterie delle auto elettriche fino ai sistemi di storage fisso (residenziali, commerciali, industriali e su scala utility). Non è un mistero, però, che il metallo impiegato provenga da risorse limitate e di difficile accesso. E che la tossicità e l’infiammabilità di questi dispositivi ne faccia anche un rischio per l’ambiente.
Tra i vari tentativi del mondo scientifico di realizzare batterie senza metalli, la tecnologia basata sul catione ammonio risulta tra le più interessanti ma anche di scarsa affidabilità. Si tratta di composti facili da realizzare e riciclare ma per loro natura gli ioni NH4+ tendono a ridursi in idrogeno e ammoniaca, impedendo alle batterie di raggiungere il loro pieno potenziale. Inoltre si dissolvono facilmente negli elettroliti.
Batterie sostenibili: il lavoro di KAUST
Assieme ai cationi di ammonio, i ricercatori hanno impiegato anche ioni esafluorofosfato (PF6−) come portatori di carica negativa e hanno sfruttato la capacità della grafite di accogliere in modo reversibile questi anioni all’interno dei suoi strati per creare una batteria a “doppio ione”. In questo dispositivo, ioni positivi e negativi sono incorporati simultaneamente nel loro elettrodo corrispondente durante i cicli di carica e vengono rilasciati nell’elettrolita durante i cicli di scarica.
Zhao, capo del progetto, spiega:
“Abbiamo progettato un elettrolita che è sia antiossidante che antiriduttivo, selezionando una serie di solventi resistenti all’alta tensione e tenendo conto anche della sua stabilità di riduzione. Ora, ha aggiunto Zhao, è possibile sviluppare batterie a ioni non metallici ad alta energia in grado di competere con quelle a ioni metallici”.
