Ricerca tra l'Università di Liverpool, Regno Unito e Università Nazionale Tsing Hua (NTHU), Taiwan ha rivelato un nuovo meccanismo di stoccaggio della carica che ha il potenziale per consentire la ricaricabilità all'interno delle batterie calcio-aria.

In un articolo pubblicato sulla rivista Scienze chimiche , Il professor Laurence Hardwick dello Stephenson Institute for Renewable Energy (SIRE) dell'Università di Liverpool e colleghi hanno scoperto una forma distintiva di accumulo di carica all'interfaccia dell'elettrodo descritta come redox interfacciale intrappolato. Questa nuova scoperta introduce un nuovo meccanismo di immagazzinamento della carica che potrebbe essere sfruttato in dispositivi pratici.

Autore principale del documento, Yi Ting (Leo) Lu, è un dottorato di ricerca congiunto. studente del doppio dottorato programma tra l'Università di Liverpool e la National Tsing Hua University. Egli ha detto:"Abbiamo iniziato a studiare questi sistemi elettrolitici come parte della comprensione di come sviluppare una batteria metallo-aria basata su calcio metallico, che è un elemento terrestre molto abbondante, creando una tecnologia delle batterie altamente sostenibile."

"La ricerca esplora la formazione di un rivestimento interstrato generato elettrochimicamente sulle superfici degli elettrodi che confina la forma ridotta di gas ossigeno noto come superossido, permettendogli poi di essere facilmente ossidato."

La ricerca è stata condotta su un elettrolita progettato per una batteria calcio-aria, che fino a quel momento si era dimostrato praticamente irreversibile. Il team di ricerca ha notato che quando l'elettrodo è stato ciclizzato molte decine di volte, il processo elettrochimico divenne sempre più reversibile, e sono stati condotti una serie di esperimenti per comprendere appieno il meccanismo.

Dott. Alex Neale, che fa anche parte del gruppo di ricerca, disse, "Attraverso sistematiche indagini elettrochimiche e spettroscopiche, abbiamo iniziato a capire le origini di questo nuovo processo ragionevolmente strano ed eccitante che appare nelle nostre misurazioni. Il nuovo meccanismo di ossidoriduzione interfacciale intrappolato che abbiamo definito facilita un grado di reversibilità mai visto prima per i sistemi basati sulla batteria calcio-aria".

Ulteriori lavori esploreranno la facilità con cui questo fenomeno viene osservato in diversi sistemi di elettroliti e per capire se la carica immagazzinata può essere ulteriormente sfruttata, ridimensionato e utilizzato in un pratico sistema di accumulo di energia.

A causa del blocco del Regno Unito nel marzo 2020, Yi Ting (Leo) Lu è tornato a Taiwan sei mesi prima del previsto, quindi, per completare lo studio, il team ha organizzato esperimenti paralleli all'interno dei laboratori di Liverpool e NTHU per confrontare i risultati e garantire la riproducibilità delle osservazioni.