Down Under, qualcosa di elettrizzante si sta preparando e no, non è un altro film di Crocodile Dundee. I ricercatori australiani vantano un grande passo avanti nel mondo delle batterie, che potrebbe cambiare le regole del gioco sia per i veicoli elettrici che per gli smartphone. Il nome del punto di svolta? La batteria al litio-zolfo (Li-S).
Sviluppata presso la Monash University di Melbourne, il nuovo design della batteria Li-S offre una serie impressionante di vantaggi rispetto alle tradizionali batterie agli ioni di litio che tutti conosciamo (e che talvolta, a malincuore, sostituiamo). Con una quantità di energia cinque volte superiore e una chiamata a metà del costo, la nuova tecnologia delle batterie sembra il Santo Graal che il mondo stava cercando.
Il nocciolo di questo progresso ruota attorno alla riduzione della quantità di litio utilizzata e al rafforzamento significativo della durata della batteria. Ma non è solo la maggiore longevità ad attirare l'attenzione. Questi maghi di Monash hanno introdotto un "anodo di lamina di litio rivestito di polimero nanoporoso" che, in termini più semplici, è un nuovo design elegante che è più facile per il portafoglio e racchiude più energia.
Storicamente, le batterie Li-S avevano una sorta di, chiamiamola così, "chimica indesiderata". Quando l’anodo di litio e i catodi di zolfo hanno deciso di mescolarsi, hanno generato dendriti – strutture simili ad alberi – che avrebbero degradato la batteria e l’elettrolita. Di conseguenza, queste batterie a volte si interrompevano dopo miseri 50 cicli. E in un'uscita piuttosto drammatica, a volte addirittura cortocircuitavano e davano fuoco all'elettrolita infiammabile. Sembra una soap opera drammatica in Battery Land, giusto? Ebbene, anche le batterie agli ioni di litio non sono innocenti, a volte prendono fuoco.
Tuttavia, i ricercatori di Monash, guidati dal sempre entusiasta dottorando Declan McNamara, hanno escogitato un rimedio a questi problemi melodrammatici. Il loro rivestimento polimerico, più sottile di un foglio di carta e pieno di minuscoli fori (larghi meno di un nanometro), funge da sorta di guardiano. Permette agli ioni di litio di vagare liberamente ostacolando altre sostanze chimiche fastidiose. Secondo McNamara, questo rivestimento non agisce solo come carceriere ma anche come sistema di supporto, aiutando il litio nelle sue avventure di carica e scarica.
"Se pensi al litio metallico da adolescente con un'energia illimitata, una batteria difettosa lascia semplicemente quell'energia sprecata", spiega McNamara, "Tuttavia, se sfruttata correttamente, questa energia può portare a dispositivi di stoccaggio eccezionali che sono semplici da creare. Questo nuovo rivestimento ci avvicina alla produzione di batterie Li-S efficienti."
Sostenendo McNamara, il professor Mainak Majumder sottolinea che lo studio stabilisce un nuovo progetto per proteggere il litio metallico dal rapido decadimento, in precedenza il proverbiale tallone d'Achille delle batterie Li-S. Secondo il professor Matthew Hill, un altro membro del think tank, queste batterie potrebbero essere la prossima grande novità per un mercato affamato di soluzioni energetiche avanzate, in particolare in un contesto in cui la domanda di veicoli elettrici, aerei ed elettronica è in aumento.
Ora, mentre la batteria Li-S è attualmente al centro dell’attenzione, è essenziale ricordare che l’universo delle batterie è vasto. Anche altri contendenti in erba come gli ioni di zinco, gli ioni di sodio e il ferro-aria sono in lizza per una fetta della torta, desiderosi di sfidare il regno di lunga data degli ioni di litio.
