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Che le nanotecnologie applicate alle batterie agli ioni di litio-zolfo possano incrementare nettamente la capacità delle batterie al litio, già si sapeva, ma finora la ricerca si era concentrata sull’uso dello zolfo per la realizzazione dell’anodo. Ora invece pare che presso lo SLAC National Accelerator Laboratory e la Stanford University sia stata sviluppata una tecnologia basata sull’uso dello zolfo al catodo, che sembra abbia permesso di stabilire un nuovo record nello stoccaggio di energia in una batteria agli ioni di litio: si parla di cinque volte la densità di energia permessa dalle migliori batterie al litio, con una durata anche di mille cicli di carica e scarica.
La batteria ideata da Yi Cui e da Mike Ross dello SLAC, utilizza un catodo costituito da “pepite” di zolfo, circondato da un guscio di ossido di titanio poroso. Il risultato assomiglia superficialmente al tuorlo dell’uovo all’interno di un guscio rigido, con uno spazio vuoto che circonda lo zolfo e che corrisponderebbe all’albume. Siccome nelle batterie al litio gli ioni di litio passano dall’anodo al catodo durante la ricarica, e nel catodo durante la scarica, maggiore è la quantità di ioni immagazzinabili, più energia può contenere la batteria. Lo zolfo è teoricamente in grado di contenere più ioni, ma ha presentato alcuni problemi negli esperimenti precedenti, il principale dei quali è la scarsa durata.
L’ossido di titanio del rivestimento fornisce allo zolfo una “camera” che gli permette di espandersi; inoltre è sufficientemente poroso da permettere agli ioni di attraversarlo ma nel contempo protegge il composto litio-zolfo dalla dissoluzione nell’elettrolito, aumentando decisamente la durata della batteria, che secondo i test garantisce circa il 70 per cento del suo potenziale energetico anche dopo 1.000 cicli di carica e scarica.
