Nuovo traguardo raggiunto per le batterie al litio-zolfo, una delle tecnologie “energetiche” più promettenti del momento. Recentemente, un team internazionale di ingegneri e scienziati ha sviluppato una batteria in grado di conservare l’80% della capacità di carica dopo ben 25.000 cicli. Un risultato che potrebbe fare di queste celle energetiche un’alternativa sempre più concreta alle tradizionali batterie agli ioni di litio.
Batteria al litio-zolfo, vantaggi e limiti di questa tecnologia
Grazie agli ultimi progressi, le batterie al litio-zolfo si stanno affermando come una promettente alternativa alle batterie tradizionali attualmente in commercio, in particolare per l’elevata densità energetica che offrono (circa 500 Wh/kg) e per il costo significativamente inferiore dei materiali utilizzati. Come appunto lo zolfo, più abbondante e più ecologico rispetto al litio.
Tuttavia, esistono ancora oggi diversi ostacoli tecnici che ne limitano l’adozione su larga scala. Pur essendo abbondante ed ecologico, lo zolfo è un materiale intrinsecamente isolante, e i cambiamenti volumetrici che si verificano durante i cicli di carica e scarica possono compromettere l’integrità dell’elettrodo, riducendo l’efficienza della batteria con il passare del tempo. Inoltre, la migrazione dei polisolfuri di litio, che si dissolvono nell’elettrolita, e la formazione di dendriti possono rappresentare un problema per la sicurezza e le prestazioni complessive della batteria.
Per fortuna, questo team di ricercatori provenienti dall’Università Justus Liebig Giessen (Germania) e dall’Università di Pechino è riuscito a superare alcuni di questi limiti, sviluppando una nuova batteria al litio-zolfo da record.
La nuova cella che rimane all’80% dopo 25mila cicli
Come riporta il sito specializzato Techxplore, i ricercatori hanno sviluppato una batteria con un’elettrolità a base di zolfo, boro, litio, fosforo e iodio. Proprio questa miscela ha permesso di migliorare la velocità delle reazioni redox, accelerando il movimento degli elettroni e garantendo una diffusione efficiente degli ioni senza instabilità strutturali.
La batteria risultante ha dimostrato prestazioni degne di nota. Stando ai risultati della ricerca pubblicata su Nature, anche in condizioni di carica ad alta velocità (carica completa in poco più di un minuto a 50 gradi Celsius), la batteria è riuscita a mantenere una capacità di carica all’80% dopo ben 25.000 cicli. Un miglioramento significativo rispetto alle batterie agli ioni di litio, che iniziano a degradarsi dopo circa 1.000 cicli.
Per il team di ricerca ora il prossimo obiettivo sarà ottimizzare ulteriormente la densità energetica e sviluppare materiali ancora più leggeri, per rendere possibile una commercializzazione su larga scala in tempi brevi. Grazie alla sua capacità di resistere a un numero elevato di cicli di ricarica, questa batteria potrebbe infatti essere impiegata immediatamente in settori come i veicoli elettrici e lo stoccaggio di energia rinnovabile, aree che richiedono alta durata e affidabilità.
