iissVOLTA

Un gruppo di studiosi della Cornell University ha messo a punto un prototipo di batteria litio-metallo che ovvia al problema dell’accumulo di dendriti.

Slideshow Image

Gli accumulatori di energia, detti anche batterie o pile, sono presenti in molti degli apparati alimentati ad energia elettrica che ci circondano e rendono la nostra vita di tutti i giorni un po' migliore. Autonomia, tempo di ricarica, peso e dimensioni sono i fattori critici per lo sviluppo in applicazioni quali i dispositivi portatili come smartphone, tablet e computer portatili. L'evoluzione degli accumulatori sarà particolarmente importante per la diffusione dell'auto elettrica. Segui tutto questo su iissvolta.it, il portale nominato in onore dell'inventore della batteria, il fisico genovese Alessandro Volta. Buona lettura!

Novità per la batteria litio-metallo

Riguardo a quest’ultimo aspetto tutti sanno però quanto la durata di una batteria possa essere davvero relativa, a volte decisamente insufficiente. Se si usa con assiduità un dispositivo si ha sempre la necessità di metterlo nuovamente in carica per non rimanere isolati dal resto del mondo, o attraverso una presa elettrica (che non sempre si ha a disposizione) o attraverso una power bank. Morale della favola, la ricerca sta incessantemente cercando una valida alternativa che abbia una durata maggiore delle batterie agli ioni di litio, che possibilmente sia anche più economica, e che continui ad essere compatibile con i devices a cui dovrebbe essere applicata. Una delle varianti della batteria agli ioni di litio che si è messa a punto da più tempo è la batteria litio-metallo. Questa pila però non ha mai avuto una larga diffusione per via di un problema che ne impedisce l’utilizzo comune. Una batteria litio-metallo riesce ad immagazzinare più energia rispetto ad una semplice batteria agli ioni di litio, ma ha una pecca. Sul suo polo negativo, detto catodo, man mano che essa si ricarica si accumulano dei detriti che vengono chiamati in termine tecnico “dendriti”. Questi dendriti si accumulano sempre di più fino ad interrompere il contatto tra i due poli e a provocare un vero e proprio corto circuito che può rappresentare un pericolo per chi la sta utilizzando. Ad oggi, la soluzione che è stata trovata consiste nell’applicare un separatore meccanico, solitamente realizzato in materiale ceramico. Soluzione però che non permette l’uso della batteria in senso lato, perché implica che essa debba operare ad altissime temperature, tra i 300 e i 400 gradi centigradi. Una ricerca che è stata recentemente pubblicata sulla rivista “Nature Communications” però offre un’alternativa che, se messa a punto, potrebbe portare in futuro la batteria litio-metallo a diventare davvero una pericolosa concorrente per la batteria agli ioni di litio. Un gruppo di studiosi della Cornell University (Ithaca, Stato di New York, Stati Uniti), guidato dal professor Lynden Archer, ha provato a porre un materiale alternativo che faccia da barriera tra i due poli durante l’accumularsi dei dendriti. Si è pensato di usare un polimero, ovvero l'ossido di polietilene. Questo polimero è stato poi innestato sulla silice, dando così vita a delle nanoparticelle porose. Il risultato è una sorta di membrana che lascia comunque passare gli ioni, ma impedisce invece la proliferazione dendriti. La batteria non subisce delle grosse modifiche dall’inserimento dell’ossido di polietilene, restando dunque utilizzabile sui dispositivi più comuni, e non necessitando di elevate temperature. Il ricercatore che ha avuto l’idea di provare ad usare questa sostanza è stato Snehashis Choudhury, e il professor Archer ha subito appoggiato le conclusioni da lui raggiunte, dicendo la stessa soluzione potrebbe essere provata anche su altre batterie non al litio, ad esempio su quelle al sodio o a base di alluminio, che sono meno costose. Insomma, implementando il prototipo e facendo altre sperimentazioni si potrebbe davvero arrivare ad una nuova soluzione di batteria ricaricabile, più economica e potente.