• Home
  • Chimica
  • Astronomia
  • Energia
  • Natura
  • Biologia
  • Fisica
  • Elettronica
  •  science >> Scienza >  >> Chimica
    Sviluppo di batterie al litio-aria ad altissima capacità utilizzando elettrodi ad aria in foglio CNT

    Schema concettuale di un elettrodo ad aria a foglio CNT (a sinistra) e caratteristiche di carica-scarica della batteria al litio ad altissima capacità (a destra). Credito:Istituto nazionale per la scienza dei materiali (NIMS)

    Un team di ricerca NIMS guidato da Yoshimi Kubo e Akihiro Nomura ha sviluppato batterie al litio-aria con una capacità di accumulo elettrico 15 volte maggiore della capacità delle batterie convenzionali agli ioni di litio utilizzando nanotubi di carbonio (CNT) come materiale per elettrodi ad aria.

    Si prevede che la domanda di batterie ricaricabili aumenterà rapidamente in quanto fonti di energia per veicoli elettrici e fonti congiunte di elettricità domestica con celle solari. Le attuali batterie agli ioni di litio hanno vantaggi di compattezza, alte tensioni, e lunga vita, ma le loro densità di energia, che rappresentano capacità di accumulo elettrico, hanno quasi raggiunto il limite. Le batterie al litio-aria hanno un grande potenziale per superare questo problema. La batteria al litio-aria sarebbe in teoria la più alta densità di energia. La batteria come teorizzato potrebbe avere una capacità drasticamente elevata e ridurre i costi di produzione. Però, la ricerca sulle batterie convenzionali di solito si concentra su studi di base sulle reazioni delle batterie utilizzando piccole quantità di materiali, e pertanto non è progettato per dimostrare grandi capacità della batteria utilizzando celle di dimensioni e forma reali.

    Il team di ricerca ha recentemente raggiunto una capacità di accumulo elettrico molto elevata di 30 mAh/cm2 utilizzando forme cellulari realistiche. Questo valore rappresenta una capacità circa 15 volte maggiore rispetto alla capacità delle tradizionali batterie agli ioni di litio (circa 2 mAh/cm2). Questo risultato è stato ottenuto utilizzando i CNT come materiale per elettrodi ad aria, ottimizzando così la microstruttura dell'elettrodo. I ricercatori pensano che la grande capacità della batteria possa essere attribuita all'ampia superficie e alla struttura flessibile dei CNT. È improbabile che le conoscenze esistenti possano spiegare l'aumento di capacità osservato in questo studio, e questi risultati possono stimolare la discussione sui meccanismi di reazione della batteria litio-aria.

    Alla luce di questi risultati, gli scienziati mirano a sviluppare pratiche, batterie al litio-aria ad alta capacità esplorando tecniche per aumentare la densità di energia negli stack di strati di celle, e rimuovendo le impurità dall'aria.


    © Scienza https://it.scienceaq.com