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Batterie litio zolfo, nuove ricerche ne testano l’efficienza

Grandi novità nel settore dell’accumulo di energia: la ricerca sulle batterie litio-zolfo procede a grandi passi. Ad annunciare interessanti scoperte è stato il team di ricercatori della Monash University di Melbourne, in Australia, che sulla rivista Science Advance ha pubblicato i risultati di nuove ricerche relative alla produzione di una batteria litio-zolfo ad alte prestazioni, quattro volte più potente delle batterie attualmente presenti sul mercato. Questa tecnologia, conosciuta già da tempo, non si è mai diffusa, poiché la durata di vita era troppo breve. I ricercatori della Monash University ritengono di aver trovato una soluzione a questo problema.

Quella al litio-zolfo (Li-s) è un tipo di batteria ricaricabile al litio, candidata a sostituire le batterie agli ioni di litio per applicazioni ad alta densità di energia. Finora il problema principale delle batterie litio-zolfo ha riguardato la capacità di stoccaggio di energia, che pur essendo incredibilmente elevata, è frutto di un processo che porta ad un rapido deterioramento delle prestazioni della batteria. Il team di ricercatori della Monash University ha superato questo problema: la loro ricerca ha messo a punto un metodo che crea legami tra le particelle e offre un livello di stabilità finora sconosciuto. Il dispositivo si è infatti dimostrato stabile per 200 cicli di carica-scarica.

Secondo i ricercatori, questa batteria potrebbe alimentare uno smartphone per cinque giorni consecutivi o far percorrere più di 1.000 km ad un veicolo elettrico. Il procedimento è già stato brevettato e le prime celle sono state fabbricate da alcune aziende tedesche.
In seguito, verranno condotti altri test in Australia, sia sulle auto elettriche, sia nei sistemi di stoccaggio di energia solare. Secondo uno degli autori dello studio, si tratta di un approccio semplice e molto economico, poiché utilizza processi a base acquosa e consente forti riduzioni dei rifiuti pericolosi per l’ambiente.

Anche in Italia si stanno portando avanti ricerche riguardanti le batterie litio-zolfo. L’obiettivo è sempre lo stesso: superare il ridotto ciclo vitale delle attuali batterie litio-zolfo e creare un prodotto con prestazioni e costi migliori rispetto alle batterie litio-ioni. I ricercatori dell’ENEA, l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile, hanno dato vita ad una nuova linea di ricerca che punta a rendere le batterie litio-zolfo un prodotto competitivo per costi di produzione e prestazioni, rispetto a quelle litio-ione. I nuovi accumulatori promettono di essere più economici, di pesare meno e, a parità di peso, di potere immagazzinare quasi il doppio dell’energia.

La chiave per aumentare il numero di cicli di carica e scarica delle batterie litio-zolfo potrebbe risiedere nell’utilizzo all’anodo di nanoparticelle di materiale carbonioso. “Nei nostri laboratori sintetizzeremo nanomateriali a base carboniosa adatti a essere utilizzati nelle batterie litio-zolfo, studieremo soluzioni elettrolitiche capaci di trasportare efficacemente ioni di litio e investigheremo l’interazione tra gli elettrodi (anodo e catodo) e l’elettrolita e il comportamento delle celle litio-zolfo complete. In questo modo riusciremo a raggiungere la piena comprensione dei fattori che determinano la chimica di queste batterie innovative”, afferma l’esperto ENEA di accumulo elettrochimico Pier Paolo Prosini.

I vantaggi di questi sistemi di stoccaggio sono notevoli, anche sul piano ambientale: la produzione dei nuovi accumulatori elettro-chimici risulta un processo a basso impatto ambientale e con ridotte emissioni di gas serra; inoltre queste batterie non contengono né materie critiche né metalli pesanti e questo rende il loro smaltimento più facile.