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Batterie a stato solido più vicine alla realtà grazie al MIT


Un team di ricercatori del MIT ha annunciato lo sviluppo di un nuovo elettrodo di batteria che ha la potenzialit di spianare la strada allo sviluppo di batterie dalle maggiori prestazioni e con un pi elevato livello di sicurezza. Il passo avanti si basa su quello che il MIT ritene “l’obiettivo a lungo ricercato” di utilizzare litio in purezza come anodo della batteria.

Il nuovo concetto abbandona quindi l’uso di liquidi o di gel polimerici da usare come elettrolite tra i due elettrodi all’interno della batteria. L’elettrolita nelle attuali batterie litio-ione permette agli ioni di viaggiare avanti e indietro durante i cicli di carica scarica: l’impiego di un elettrolita solido permetterebbe di realizzare batterie pi sicure, eliminando l’elevata volatilit degli elettroliti liquidi che spesso causa di esplosioni nelle batterie difettose.

L’ostacolo principale allo sviluppo delle batterie a stato solido rappresentato dal fatto che i cicli di carica-scarica causano una espansione e una contrazione negli elementi della batteria che tendono a lungo andare a causare fratturazioni nell’elettrolita solido. Vi poi un secondo svantaggio: nessuna delle impostazioni fino ad ora proposte per la realizzazione di batterie a stato solido ha visto elementi chimicamente stabili quando sono in contatto con il litio, causandone la degradazione nel corso del tempo.



Immagine al microscopio dello scorrimento del litio all’interno dei nanotubi

Per superare questi ostacoli il team di ricercatori guidato dal professor Ju Li ha adottato un’approccio inusuale, sfruttando due classi di materiali solidi chiamati MIEC (Mixed Ionic-Electronic Conductor) e ELI (Electron an Li-Ion Insulator) che sono chimicamente stabili quando sono in contatto con il litio. Partendo da qui, hanno poi sviluppato una nanoarchitettura tridimensionale nella forma di una griglia a nido d’ape di tubi esagonali di MIEC, parzialmente infusi con metallo litio solido per formare un elettrodo della batteria, conservando uno spazio “di riserva” in ciascun nanotubo.

In questo modo quando il litio va ad espandersi durante la fase di ricarica, pu scorrere negli spazi vuoti dei tubi allentando la pressione meccanica generata dall’espansione. Il materiale ELI invece usato come legante meccanico fondamentale e collocato tra le pareti del MIEC e lo strato di elettrolita solido.

Il gruppo di ricercatori si sta ora occupando di ottimizzare il progetto perch si possano mettere in atto logiche di produzione di scala: adesso infatti stata realizzata solamente una batteria dimostrativa in laboratorio. I ricercatori sono per fiduciosi dal momento che i materiali necessari, per lo pi manganese, sono significativamente pi economici rispetto al nickel o al cobalto usato da altri sistemi e la produzione di questi elettrodi potrebbe avere un costo di circa 1/5 rispetto alle versioni convenzionali.



Fonte: https://feeds.hwupgrade.it

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Updated: 9 Febbraio 2020 — 10:30
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