Ricercatori della Northwestern University hanno sviluppato un elettrodo agli ioni di litio che consentirebbe di moltiplicare per dieci la durata delle convenzionali e odierne batterie a ioni di litio. Se confermata, la scoperta potrebbe consentire ai dispositivi elettronici che usano queste tecnologie di aumentare notevolmente la durata delle batterie, un vantaggio in particolare anche nel settore degli smartphone nei quali processori e funzioni sempre più avanzate consumano in modo notevole le batterie.
“Abbiamo trovato il modo per estendere di dieci volte la ricarica delle betterie a ioni di litio” ha detto Harold H. Kung a capo del gruppo che guida la ricerca. “Anche dopo 150 cariche, in altre parole dopo un anno o più di funzionamento, la batteria è cinque volte più efficiente di quelle disponibili adesso sul mercato”.
Le comuni batterie agli ioni di litio sono caricate dal movimento degli elettroni dagli elettroliti all’anodo, quest’ultimo composto da un foglio di grafene. Nel processo di carica gli ioni di litio percorrono i bordi esterni del grafene prima di entrare tra i fogli. Il tempo impiegato per arrivare al centro del foglio, causa una sorta di “ingorgo” sui bordi del materiale. I ricercatori sono riusciti a stabilizzare il silicio e mantenere la carica più a lungo inserendo un maggior numero di atomi di litio nell’elettrodo, sfruttando la flessibilità dei fogli di grafene in grado di adeguarsi ai cambiamenti di volume del silicio.
Il team guidato da Kung ha inoltre usato un procedimento chiamato ossidazione chimica per creare minuscoli fori (da 10 a 20 nanometri) nei fogli di grafene consentendo agli ioni di litio gli avere una sorta di scorciatoia all’interno dell’anodo. I due sistemi insieme hanno consentito di ridurre il tempo di ricarica della batteria fino a dieci volte.
Il prossimo passo sarà ora il miglioramento del catodo e l’elettrolita in modo da ottenere altri miglioramenti. Il team sta anche lavorando a tecnologie di auto-spegnimento al raggiungimento di temperature eccessive o anomale.
[A cura di Mauro Notarianni]
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