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    Una nuova rivoluzionaria tecnologia che può quadruplicare la capacità delle batterie al litio

    Il litio è il petrolio del 21° secolo e grazie alle sue prestazioni, il pacco batteria composto da celle agli ioni di litio, è il mezzo di accumulo di energia più efficiente attualmente disponibile sul mercato dal momento che la sua densità consente di immagazzinare una grande quantità di energia. Inoltre si ricarica molto velocemente e può sopportare moltissimi cicli (almeno 500 cariche-scaricate al 100%). Presenta dei grossi inconvenienti, tra qui il primo è il forte impatto ambientale legato ai processi di estrazione del litio con metodi molto energivori e ad alta intensità di acqua che si rivelano anche molto costosi. Un altro svantaggio è il suo degrado nel tempo, che ha l’effetto di ridurre la sua capacità di stoccaggio. Ultimo punto debole e non per questo meno importante, il suo rischio d’incendiarsi e di rilasciare gas tossici.

    I ricercatori dell’Illinois Institute of Technology (IIT) e dell’Argonne National Laboratory hanno sviluppato una cosiddetta pila al litio-aria che può immagazzinare quasi 4 volte più energia di una pila agli ioni di litio della stessa dimensione. Più efficiente è il pacco batteria, maggiore è l’autonomia dell’auto e dal momento che i potenziali acquirenti a volte evitano i veicoli elettrici solo per la paura della poca autonomia o per la precarietà delle infrastrutture di ricarica, se la batteria composta da celle al litio-aria funziona come previsto, potrebbe quadruplicare l’accumulo di energia di un veicolo elettrico senza aumentare il peso e aumentarne notevolmente l’autonomia.

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    Una nuova rivoluzionaria tecnologia che può quadruplicare la capacità delle batterie al litio | elettronauti. It
    Argonne national laboratory | elettronauti It

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    In un comunicato stampa rilasciato da Argonne National Laboratory, Larry Curtiss chimico e ricercatore americano afferma che il principale nuovo componente di questa cella al litio-aria è un elettrolita allo stato solido piuttosto che liquido, composto da un materiale polimerico ceramico costituito da elementi in forma di nano particelle (nanostrutturato): il zirconio. Questo nuovo solido consente reazioni chimiche che producono ossido di litio (Li 2 O) durante la scarica o superossido di litio (LiO2). Durante la reazione vengono coinvolti e immagazzinati quattro elettroni per molecola di ossigeno invece di solo uno o massimo due e si sa che più elettroni si riesce ad immagazzinare più si ottiene energia.

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    Lthium air battery | elettronauti It

    Argonne afferma che si tratta della prima cella al litio-aria che raggiunge una reazione a quattro elettroni e la sua capacità di accumulo non diminuisce nel tempo, in quanto può essere reintegrata utilizzando l’ossigeno dell’aria ambiente per compensare eventuali perdite nei livelli di ossigeno. Curtiss dichiara che con il nuovo componentistica della cella al litio-aria può raggiungere anche una densità energetica record di 1200 Wh/kg che corrisponde a 4 volte la densità raggiunta dalle celle agli ioni di litio.

    Abbiamo una lunga esperienza con i materiali ceramici che possono essere utilizzati per le pile a combustibile. Questo ha dato l'idea di studiare se questi materiali potessero essere adatti anche per la fabbricazione di un pacco batteria e il risultato ottenuto è la risposta a tale quesito.
    Alexander Schmid, dell’Institute of Chemical and Analytical Technologies dell’Università tecnica di Vienna, spiega questa scelta da parte di Argonne National Laboratory

    Secondo i ricercatori dell’Illinois Institute of Technology, il funzionamento delle celle al litio-aria è simile a quelle agli ioni di litio, con minor rischio d’incendio. Quando viene applicata una tensione elettrica, gli ioni di ossigeno si spostano da un materiale ceramico all’altro, creando una corrente elettrica e poiché la ceramica non è un materiale combustibile dal momento che ha delle proprietà ignifughe, il rischio d’incendio è di conseguenza escluso.

    Conclusione

    Si parla di autonomie tali da poter trovare applicazione anche in campo aeronautico o su mezzi pesanti. Soprattutto, le batterie del futuro faranno a meno del litio, caratteristica che permetterebbe di essere più rispettosa dell’ambiente e anche di ridurre i costi di produzione.


    Uscirà mai questa tecnologia?

    Fonte

    Alan Murarotto
    Alan Murarotto
    tecnico meccatronico, formatore automotive, professionista della mobilità. Aiuto i lettori a districarsi nel labirinto delle dinamiche che governano la transizione energetica, dalla burocrazia agli aspetti legati alla guida di veicoli elettrici e non solo, con accenni tecnici per una visione a 360°.

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