L’Univeristà del Texas sviluppa nuovi approcci utilizzando nuovi materiali e lavorazioni nanostrutturate
Il futuro sarà sempre più connesso con l’accumulo di energia tramite le batterie al litio. Peccato che questo materiale non sia infinito e la maggiore richiesta già avuta negli ultimi anni, che è destinata a crescere ulteriormente nel tempo, ha spinto i ricercatori di tutto il mondo a cercare nuove metodiche di produzione e nuovi materiali.
La ricerca sta tentando di conciliare diverse esigenze: da una parte è necessario rendere questi dispositivi più economici, dall’altro si vuole aumentarne le prestazioni, che significa essenzialmente renderli più leggeri e compatti ma in grado di accumulare quantitativi maggiori di elettricità. Per raggiungere tutti questi obiettivi in un colpo solo, all’Università del Texas, un gruppo di ingegneri sta testando una nuova lega metallica con cui realizzare gli elettrodi delle batterie.
La produzione tradizionale di batterie al litio impiega lamine di rame rivestite da polvere di grafite per realizzare gli anodi, un processo di produzione complicato e laborioso a cui, da anni, si sta cercando un’alternativa. I nuovi materiali fino ad ora sperimentati non hanno dato i risultati sperati, rivelandosi o più costosi o dotati di minor capacità di accumulo.
Il ricercatore dell’ateneo texano, Karl Kreder, e la sua squadra hanno trovato una possibile soluzione grazie ad un approccio di produzione degli anodi semplificato. I tecnici hanno impiegato una nuova lega di stagno-alluminio, chiamata “lega eutettica interdigitata” (Eutectic Interdigitated, in sigla “IdEA”), che consente di risparmiare tempo e materiali realizzando un elettrodo attraverso solo due semplici passaggi. «L’alluminio crea una matrice conduttiva in cui viene mantenuta la stagnola – dice Kreder – fornendo in pratica la struttura e la conduzione elettrica», mentre la stagnola, lavorata a livello nanostrutturale, si lega in maniera reversibile con litio duranti i cicli di carica-scarica.
“IdEA” risulta essere spesso solo un quarto rispetto al materiale anodico tradizionale, pesando la metà. Il gruppo di ricerca lo ha testato in batterie al litio complete, scoprendo di poter aumentare di due volte la capacità di accumulo di un tipico anodo di rame-grafite. Ora si passa alle prove di durata nel tempo, per valutarne la capacità di garantire un adeguato livello di prestazioni nell’utilizzo quotidiano.
