Una batteria agli ioni di litio che sfrutta nanofili di rame per organizzare le sue particelle può essere ricaricata al 60% della capacità in 6 minuti, senza perdere la capacità di immagazzinare energia. Questa maggiore efficienza potrebbe un giorno alimentare i veicoli elettrici, riducendo drasticamente i tempi di attesa per la ricarica.
Le batterie, che sono per lo più agli ioni di litio, si basano su sostanze chimiche: “leganti” usati per tenere insieme le particelle: questo si traduce in liquidi densi (che presentando una distribuzione più “casuale” delle particelle portano a tempi di ricarica più lunghi) o a liquidi con particelle più piccole, che si ricaricano più rapidamente ma hanno meno capacità energetica.
Per superare questi problemi, Yao Hongbin dell’Università di Scienza e Tecnologia della Cina a Hefei e colleghi hanno progettato una batteria agli ioni di litio con un anodo, l’estremità positiva di una batteria, “strutturato”.
La ricerca è stata pubblicata su Science Advancese e ve la metto qui.
Come funziona la batteria ioni di litio e rame?
Solitamente, gli anodi delle batterie al litio sono costituiti da particelle di grafite attraverso le quali scorre la carica: queste particelle sono solitamente disposte in un ordine abbastanza casuale. Hongbin e il suo team hanno disposto le particelle in ordine di dimensione delle particelle e di porosità.
La batteria così strutturata si è caricata al 60% e all’80% rispettivamente in 5,6 e 11,4 minuti, pur mantenendo un elevato accumulo di energia nei test standard.
E per arrivare al 100%? I ricercatori non hanno registrato quanto tempo occorra (ma perchè?). D’altra parte, leggo nel paper, i produttori di auto elettriche raccomandano spesso di caricare i veicoli fino all’80% per mantenere la durata della batteria.
Una Tesla impiega in genere da 40 a 60 minuti per passare dal 40% all’80% di carica.
La ricarica? Questione di porosità
“Nel nostro progetto, abbiamo strutturato l’intera densità dell’elettrodo”, spiega Yao. “Utilizziamo una porosità maggiore nella parte superiore dell’anodo e una porosità inferiore nella parte inferiore”.
Per riuscirci, il team di ricerca ha rivestito le particelle dell’anodo con grafite di rame e le hanno mescolate con nanofili di rame. Le particelle sono state quindi riscaldate, raffreddate e compresse, stabilendo la struttura ordinata.
Un difetto? Il rivestimento e la realizzazione dei nanofili di rame potrebbero aggiungere costi aggiuntivi a quello che attualmente è un componente piuttosto economico della batteria.
In altri termini: ricarica più veloce, certo. Ma più costosa.
Vediamo se questa ricerca farà progressi anche sul piano dei prezzi: in quel caso l’adozione di questa tipologia di batterie sarà praticamente certa.
