Zolfo per incrementare l’efficienza energetica delle batterie

La ricerca di batterie in grado di alimentare i dispositivi elettronici più a lungo appare una delle priorità che assillano soprattutto i produttori di veicoli elettrici, anche in ottica di un superamento delle ancora longeve, ma superate dallo scorrere del tempo, batterie agli ioni di litio.

Molto attivo in tal senso è il Dipartimento dell’energia americano, che ha stanziato cospicui fondi per quintuplicare l’autonomia delle batterie rispetto ai valori attuali.

Un’idea innovativa e interessante viene dagli scienziati del National Institute of Standards and Technology (NIST), dall’Università dell’Arizona a Tucson e dai ricercatori del Seoul National University in Corea, che hanno pensato allo zolfo, spesso considerato come un prodotto industriale di scarto della lavorazione del petrolio, come chiave decisiva e rivoluzionaria per le future batterie ad alto rendimento.

I ricercatori hanno realizzato una batteria, molto efficiente ed economica, che unisce litio e zolfo e che può essere riutilizzata  centinaia di volte senza perdere colpi.

A differenza delle batterie agli ioni di litio che richiedono catodi ingombranti per ospitare gli ioni, limitandone la densità energetica, le batterie al litio e zolfo risultano molto interessanti soprattutto per applicazioni efficienti nel settore di ricarica dei veicoli elettrici.

Lo zolfo infatti pesa appena la metà rispetto al cobalto e riesce a contenere una quantità di ioni di litio maggiore. I difetti però risiedono nei rischi di cristallizzazione e nella conseguente scarsa resistenza all’usura. Per ovviare a ciò i ricercatori hanno cercato di creare un catodo più stabile riscaldando lo zolfo a 185 gradi, mescolando poi le catene di zolfo con DIB, un precursore della plastica a base di carbonio che lega le catene di zolfo creando quello che è noto come un co-polimero.

Il team ha soprannominato tale processo di fabbricazione come “vulcanizzazione inversa”, in quanto simile al processo utilizzato per realizzare gli pneumatici, con una differenza fondamentale però: le gomme sono composte soprattutto da carbonio e lo zolfo utilizzato per produrle rappresenta solo una piccolissima porzione.

I ricercatori hanno testato la batteria attraverso 500 cicli, scoprendo come sia stata capace di conservare più della meta dell’efficienza iniziale.

Fonte:NIST