In un'epoca in cui la domanda di un'efficace e sostenibile accumulo di energia è al massimo, uno sviluppo rivoluzionario presso la School of Engineering and Applied Sciences della Harvard University ha fissato un nuovo punto di riferimento nel campo della tecnologia della batteria. I ricercatori hanno svelato una nuova batteria in metallo al litio in grado di resistere ad almeno 6.000 cicli di carica e scarica e vantando la capacità di essere completamente caricato in pochi minuti. Questo avanzamento rivoluzionario non solo promette di trasformare il modo in cui usiamo le batterie, ma apre anche la strada a applicazioni più pratiche in settori come i veicoli elettrici.
Il nucleo di questa ricerca sta nella fabbricazione di batterie a stato solido che utilizzano anodi in metallo di litio, un metodo che ha offerto nuove intuizioni sui materiali per batterie potenzialmente rivoluzionarie. Lo studio, pubblicato di recente in "Nature Materials", evidenzia i passi significativi realizzati nella comprensione e nell'utilizzo di anodi in metallo di litio. Xin Li, l'autore della carta, ha osservato: “Le batterie anodi in metallo al litio sono considerate il santo graal delle batterie. Possiedono una capacità dieci volte quella degli anodi di grafite commerciali, aumentando in modo significativo la gamma di guida di veicoli elettrici. La nostra ricerca segna un passo vitale verso batterie allo stato solido più pratiche in applicazioni industriali e commerciali. "
Una delle maggiori sfide nella progettazione di queste batterie è stata la formazione di dendriti sulla superficie dell'anodo. Queste strutture simili alla radice crescono nell'elettrolita, perforando la barriera che separa l'anodo e il catodo, portando a cortocircuiti a batteria e persino a fuoco. Nel 2021, Li e il suo team hanno affrontato questo problema progettando una batteria multistrato, intervallando diversi materiali di varie stabilità tra l'anodo e il catodo. Questo design multimateriale multimistato non ha completamente bloccato i dendriti di litio ma ha controllato e conteneva la loro penetrazione.
Nelle loro ultime ricerche, il team ha fatto ulteriori passi da gigante incorporando particelle di silicio di dimensioni micrometriche nell'anodo. Questo approccio riduce la reazione di litizione e promuove l'elettroplaggio uniforme di metallo di litio spesso, impedendo efficacemente la formazione di dendrite. Inoltre, i processi di elettroplazione e stripping possono verificarsi rapidamente su superfici piane, consentendo di caricare completamente la batteria in soli 10 minuti.
La fase sperimentale ha visto la creazione di una batteria della custodia delle dimensioni di un francobollo, da 10 a 20 volte più grande della maggior parte delle batterie a monete prodotte nei laboratori universitari. Sorprendentemente, questa batteria ha mantenuto l'80% della sua capacità anche dopo 6.000 cicli, sovraperformando altre batterie di buste attualmente sul mercato.
Questa innovazione da Harvard è più di un semplice risultato accademico; Significa un grande salto in avanti nella tecnologia della batteria. Con la sua maggiore capacità, sicurezza ed efficienza, la batteria in metallo al litio sviluppata da LI e il suo team detiene il potenziale per rivoluzionare lo stoccaggio e l'utilizzo dell'energia, in particolare nei veicoli elettrici, segnando una pietra miliare significativa nel nostro viaggio verso un futuro più sostenibile ed efficiente dal punto di vista energetico.
Tempo post: gennaio-12-2024
