Progettate per resistere a ogni condizione ambientale, anche a climi davvero estremi. Sono queste le nuove batterie al litio sviluppate dai ricercatori della Pennsylvania State University, che segnano un passo decisivo nel campo dell’accumulo energetico.
Ottimizzazione dei materiali e stabilità termica
Pubblicato sulla rivista Joule, lo studio descrive celle capaci di funzionare in un ampio intervallo di temperature, dai -50°C ai +75°C, grazie a materiali ottimizzati e a un sistema di riscaldamento interno che ne mantiene la stabilità anche in condizioni estreme.
Secondo Chao-Yang Wang, primo autore dello studio, le batterie al litio sono state originariamente concepite per dispositivi elettronici di uso quotidiano – come computer portatili e smartphone – che operano attorno ai 25 gradi, o poco al di sopra della temperatura ambiente. L’integrazione di queste celle in veicoli elettrici, data center e sistemi su larga scala, dove le temperature possono salire o scendere drasticamente, ha messo in evidenza un limite strutturale del loro design.
“Ora che queste batterie sono integrate in veicoli elettrici, data center e sistemi su larga scala che possono raggiungere temperature molto elevate, questa temperatura operativa stabile è diventata difficile da gestire per i produttori. Per continuare a migliorare la società con sistemi su larga scala alimentati da batterie al litio, dobbiamo affrontare questo fondamentale difetto di progettazione”, sottolinea il ricercatore.
Per superare questa criticità, il team della Penn State ha sviluppato un approccio innovativo: ottimizzare la composizione dei materiali per rendere le batterie più stabili e sicure in condizioni di calore, combinandolo con una tecnologia di riscaldamento interno per le basse temperature.
Un riscaldatore interno ultrasottile e autoregolante
Stando all’ANSA, l’elemento chiave della nuova tecnologia è la pellicola di lamina di nichel integrata nella batteria. Spessa appena 10 millesimi di millimetro, ovvero poco più del diametro di un globulo rosso, questa sottile struttura funge da riscaldatore interno capace di autoregolare la temperatura senza incidere su peso o volume complessivo della batteria.
Il sistema permette così alle celle di mantenere prestazioni ottimali sia in ambienti estremamente freddi che in condizioni di forte calore, ampliando il potenziale di applicazione in mobilità elettrica, stoccaggio energetico e infrastrutture industriali.
L’innovazione della Penn State apre la strada a batterie “universali”, più resistenti, efficienti e adattabili ai climi più diversi, ponendo le basi per una nuova generazione di sistemi energetici realmente globali.
