I sistemi al litio-ossigeno potrebbero un giorno superare le prestazioni delle batterie agli ioni di litio di oggi a causa del loro potenziale per un'elevata densità di energia. Però, una serie di questioni importanti, come la loro scarsa stabilità elettrochimica deve essere affrontata prima che questi sistemi possano competere con successo con le attuali batterie ricaricabili. Oggi, in Scienze Centrali ACS , i ricercatori segnalano un nuovo tipo di catodo, che potrebbe rendere le batterie al litio-ossigeno un'opzione pratica.

Xin-Bo Zhang e colleghi osservano che la maggior parte dei problemi associati ai sistemi di batterie al litio-ossigeno derivano da due specie di ossigeno altamente ridotte che reagiscono prontamente con l'elettrolita e il catodo. Il carbonio è un comune catodo ad alte prestazioni, ma è instabile in questi sistemi. Così, il team ha ipotizzato che la chiave per sbloccare il potenziale delle batterie al litio-ossigeno potrebbe essere quella di creare catodi che non reagiscono alle specie di ossigeno ridotto, ma che hanno ancora lo stesso altamente conduttivo, basso peso, caratteristiche porose dei catodi di carbonio. I ricercatori sono riusciti a creare un catodo interamente metallico ultraleggero.

Il design incorporava tre forme di nichel tra cui un interno in nichel nanoporoso e una superficie in lega di oro-nichel direttamente attaccata alla schiuma di nichel. Rispetto ai catodi di carbonio, il sistema ha una capacità molto più elevata ed è stabile per 286 cicli, che è tra i migliori per i sistemi litio-ossigeno, ed è quasi competitivo con gli attuali sistemi commerciali agli ioni di litio. Ulteriori sperimentazioni hanno mostrato che la stabilità e le prestazioni derivano sia dal metallo utilizzato che dalla sua struttura nanoporosa, e che entrambi questi aspetti potrebbero essere ottimizzati per migliorare ulteriormente le prestazioni.