I ricercatori cinesi hanno sviluppato una batteria a base d’acqua che promette di essere più sicura ed efficiente dal punto di vista energetico rispetto alle tradizionali opzioni al litio. Queste nuove batterie acquose, che utilizzano una soluzione mista alogena, hanno dimostrato di avere una densità di energia che potrebbe raddoppiare quella delle batterie agli ioni di litio, segnando un potenziale punto di svolta nel settore dei veicoli elettrici e nello stoccaggio di energia su larga scala.
In una recente svolta nella tecnologia delle batterie, un team di ricercatori del Dalian Institute of Chemical Physics (DICP), parte dell’Accademia cinese delle scienze (CAS), ha sviluppato una batteria acquosa con capacità energetiche quasi doppie rispetto a quelle delle tradizionali celle al litio. Questo sviluppo promette non solo di migliorare la sicurezza delle batterie, ma anche di aumentarne l’efficienza energetica.
Sicurezza ed efficienza energetica
Le batterie ad acqua utilizzano l’acqua come solvente per gli elettroliti, il che migliora significativamente la loro sicurezza rispetto alle batterie al litio non acquose, che sono altamente infiammabili a causa degli elettroliti organici che utilizzano. Questi ultimi, pur offrendo un’elevata densità energetica, compromettono la sicurezza.
Densità energetica migliorata
Sebbene le batterie acquose abbiano generalmente una densità di energia inferiore a causa della limitata solubilità dell’elettrolita e della bassa tensione della batteria, i ricercatori del DICP sono riusciti a sviluppare una batteria acquosa ad alta densità di energia utilizzando un catodo di trasferimento multielettronico a base di bromo e iodio.
Innovazioni tecniche
Il gruppo guidato dal Prof. Li Xianfeng e dal Prof. Fu Qiang, anch’essi del DICP, ha utilizzato una soluzione mista di ioni ioduro (I-) e bromuro (Br-) come elettrolita. Durante il processo di carica, gli ioni ioduro vengono ossidati in iodato (IO3-) sul lato positivo, mentre i protoni generati vengono trasportati sul lato negativo come elettrolita di supporto. Questo processo viene invertito durante la scarica, consentendo una reazione elettrochimica rapida e reversibile.
Risultati dello studio
Secondo uno studio pubblicato su Energia della natura. Questi risultati non solo superano la densità energetica di alcuni materiali per elettrodi solidi, ma sono anche paragonabili in termini di costi alle tradizionali batterie al litio.
Impatto potenziale e applicazioni future
L’aumento della capacità e della densità energetica di queste batterie acquose potrebbe avere un impatto significativo sull’industria dei veicoli elettrici e sullo stoccaggio dell’energia su scala di rete. Inoltre, la durata del ciclo di queste batterie potrebbe essere estesa fino a 1000 cicli, dimostrando una stabilità significativa.
Lo sviluppo di batterie acquose ad alta densità di energia offre una nuova opzione per la progettazione di batterie più sicure ed efficienti. Questo progresso non è solo promettente per l’applicazione nelle batterie elettriche, ma potrebbe anche espandere significativamente l’applicazione delle batterie acquose in vari campi dell’energia rinnovabile e della sostenibilità.
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