Batterie a stato solido: scoperta una soluzione chimicamente stabile
I ricercatori di Harvard hanno ideato un "sandwich" a più strati che permette di evitare piccoli effetti collaterali come, ehm, le esplosioni. La promessa: 10.000 cicli di carica, 10-15 anni senza cambiare batterie a un veicolo elettrico, un "pieno" in 10-20 minuti.
Era un po' che non saltava fuori una scoperta super promettente nel mondo delle batterie, e questa volta possiamo ringraziare Harvard: il team di ricercatori guidato da Xin Li è riuscito a creare delle batterie agli ioni di litio a stato solido che promettono un decadimento molto più lento di quanto vediamo nella tecnologia attuale: si citano almeno ben 10.000 cicli di ricarica. Questo, secondo i calcoli degli scienziati, permetterebbe alle auto elettriche di durare molto di più di quelle attuali – diciamo tra i 10 e i 15 anni, una vita paragonabile a quella media delle auto a combustibile fossile – senza mai sostituire la batteria.
In aggiunta, le batterie messe a punto dai ricercatori, che usano un anodo in litio-metallo accoppiato a un catodo ad alta densità energetica già reperibile in commercio, sono in grado di reggere flussi di corrente ad alta densità: questo significa che un veicolo elettrico potrebbe essere completamente caricato in un tempo compreso tra i 10 e i 20 minuti.
UN ”SANDWICH” AD ALTA TENSIONE
Come illustra in modo eloquente l'immagine qui sopra, il sistema di strati progettato dai ricercatori previene in modo efficace il problema più importante delle batterie litio-metallo pensate finora: le reazioni chimiche che avvengono nella batteria causano la formazione di dendriti di litio, che possono creare un cortocircuito e prendere fuoco. I vari strati intermedi con proprietà variabili non cercano di bloccare la formazione dei dendriti, ma offrono una soluzione efficace per contenerli e controllarli.
I due elettroliti, in particolare, lavorano in tandem: il primo è stabile con il litio, ma vulnerabile alla penetrazione dei dendriti; il secondo, viceversa, reagisce al litio, ma a quanto pare è immune ai dendriti. Questo design, tra l'altro, permette alla batteria di "auto-curarsi", riempiendo i buchi nel litio metallo lasciati dai dendriti.
UN REBUS IRRISOLTO PER QUARANT’ANNI
È da quarant'anni che le batterie in litio-metallo sono state teorizzate, e sono state viste nella comunità scientifica come il "Sacro Graal", proprio per il loro lentissimo decadimento nel tempo e l'alta densità energetica. Finora non si è ancora riusciti a creare un design stabile. Quello del team di Xin Li è molto promettente, ma per il momento si tratta solo di un modello sperimentale: il difficile, al solito, sarà passare da una proof of concept realizzata in laboratorio a un prodotto costruito in serie. Ci saranno alcune sfide di natura pratica da da risolvere, ma il team di ricercatori è molto fiducioso. BMW ha promesso questa tecnologia su strada entro il 2025.
