L'Università del Michigan vuole provare a stravolgere e rendere più economici gli accumulatori con un approccio "radicale"

La tecnologia delle batterie sta compiendo degli straordinari passi in avanti e nel prossimo decennio, anche grazie ai sempre maggiori investimenti in ricerca e sviluppo, assisteremo alla presentazione di accumulatori sempre più efficienti.

Le aziende che sono alla ricerca "della cella perfetta" stanno percorrendo strade differenti; alcune puntano ad abbattere il costo diminuendo la quantità di elementi preziosi come il cobalto, altre, come Tesla, ad aumentare l'efficienza e semplificare il processo produttivo grazie alla presenza di elettrodi realizzati a secco. Sullo sfondo rimane sempre la batteria allo stato solido, su cui si è creata una gara tra Toyota e Volkswagen (nonostante le perplessità di qualcuno).

Addio anodo

Un approccio parallelo a tutti questi arriva da un team di ricercatori dell'Università del Michigan guidato dal professor Jeff Sakamoto, che ha presentato una batteria al litio metallo senza anodo (l'elettrodo dove avviene la semi-reazione di ossidazione).

Secondo i ricercatori, questa batteria avrebbe una capacità energetica doppia rispetto alle attuali ioni di litio quindi, potenzialmente, è in grado di dimezzare la massa del pacco batterie o, in alternativa, di raddoppiare l'autonomia.

Attualmente le batterie al litio metallo (con elettrolita liquido) hanno come problema principale la formazione di dendriti, ossia di depositi aghiformi che si creano sull’elettrodo negativo e che comportano un veloce degrado delle prestazioni. 

Per risolvere questo problema, i ricercatori dell'università statunitense hanno adottato un elettrolita solido: Li7La3Zr2O12 (LLZO), che quindi prende il posto degli elettroliti liquidi che si trovano negli attuali accumulatori. 

L'idea della lamina di rame 

La sfida principale che hanno dovuto affrontare è stata quella di integrare l'elettrolita litio metallico nella batteria. Sono riusciti a venirne a capo proprio eliminando l'anodo e sostituendolo con una lamina metallica di rame (ma si pensa che si potranno usare anche altri metalli).

Polo di sviluppo batterie a Salzgitter

Grazie a un processo elettrochimico messo a punto dai ricercatori, la lamina di rame si riveste di litio durante la fase della ricarica e inizia a svolgere il ruolo di catodo. I test eseguiti fino ad ora sulle celle realizzate con questo processo, dove sono stati previsti 50 cicli di ricarica, si sono rivelati positivi senza alcun apparente decadimento del rendimento.

Nella ricerca pubblicata è tuttavia emerso che dopo questi 50 cicli la batteria inizia ad accusare una "dissolvenza di capacità" imputabile, secondo i ricercatori, alle prestazioni del catodo composito. Quando quest'ultime miglioreranno potremmo essere effettivamente di fronte alla batteria del futuro, semplice ed economica da produrre.