Le batterie al litio zolfo rappresentano una grande sfida tecnologica per la mobilità del futuro. Hanno densità altissima e, per questo, fanno gola a molti. Però durano poco. I ricercatori della Monash University, istituto che ha sede Melbourne, in Australia, hanno perciò progettato un nuovo design in cui l’anodo è realizzato in un foglio di litio rivestito di polimero nanoporoso.
Questa soluzione offre una serie di vantaggi. Il primo riguarda il fatto che è necessaria una quantità di litio inferiore per la produzione della batteria; il secondo che si contrasta la perdita di prestazioni. Come se non bastasse, in questo modo si aumenta ulteriormente la densità energetica. Se si troverà il modo di metterlo in commercio, questo tipo di accumulatore costerà anche meno rispetto a uno tradizionale.
Interrompere l’interazione litio-zolfo
Le batterie al litio zolfo (Li-S), che hanno anodo di litio e catodo di zolfo, hanno un grosso problema. Quando la batteria si carica e si scarica, infatti, grandi quantità di litio e di zolfo interagiscono tra loro, sottoponendo il litio metallico a forti sollecitazioni. Declan McNamara, ricercatore a capo del team della Monash Engineering ha affermato che il sottile rivestimento polimerico sul litio ha migliorato significativamente il numero di volte in cui la batteria può essere sottoposta a cicli.
La nuova batteria con anodo rivestito dovrebbe reggere oltre 1.000 cicli
“Il polimero contiene minuscoli fori di dimensioni inferiori a un nanometro – ha detto –. Consentono agli ioni di litio di muoversi liberamente mentre bloccano altre sostanze chimiche che potrebbero attaccarlo. Il rivestimento funge anche da impalcatura per il litio e lo aiuta a caricarsi e scaricarsi ripetutamente. Il litio metallico è un po’ un’arma a doppio taglio".
"Il litio è pieno di energia - ha aggiunto McNamara -, ma in una batteria difettosa questa energia viene sprecata in reazioni collaterali. D’altra parte, se l’energia viene incanalata correttamente, può creare incredibili dispositivi di accumulo di energia più facili da realizzare. Questo rivestimento rappresenta un passo avanti verso batterie Li-S altamente efficienti e facili da produrre”.
Non servono né nichel né cobalto
Un altro vantaggio offerto del nuovo design è che la batteria non richiede nichel o cobalto, eliminando la necessità di minerali che hanno un costo ambientale e sociale significativo.
La batteria al litio zolfo Lytcell EV di Lyten
Come per ogni progresso tecnologico, è difficile prevedere quanto tempo passerà prima che le batterie Li-S arrivino ai veicoli di produzione. Tuttavia, il professor Matthew Hill, coautore dello studio, ha affermato che la tecnologia potrebbe avere un impatto immediato: “Il mercato dei veicoli elettrici, dei droni e dei dispositivi elettronici è in forte crescita e questa ricerca è commercialmente pronta per la produzione per supportare tale crescita”.
Tra le aziende che hanno ottenuto i risultati più promettenti nel campo del litio-zolfo c’è Lyten, società che ha ricevuto un consistente sostegno anche da parte del gruppo Stellantis. Senza dimenticare Li-S Energy, che vanta una densità di 540 Wh/kg e che, tra l'altro, ha anch'essa sede in Australia.
Come evolve il mondo delle batterie
Fotogallery: La batteria al litio zolfo di Lyten