Gli ingegneri dell'Università di Tokyo sperimentano continuamente nuovi modi per migliorare la tecnologia delle batterie. Il professor Atsuo Yamada e il suo team hanno recentemente sviluppato un materiale che può prolungare significativamente la durata delle batterie e offrire loro capacità più elevate, anche.

Dagli smartphone ai pacemaker e alle auto, le batterie alimentano gran parte del nostro mondo e la loro importanza continua a crescere. Ci sono due aspetti particolari delle batterie che molti ritengono debbano migliorare per soddisfare le nostre esigenze future. Queste sono la longevità della batteria e anche la sua capacità:quanta carica può immagazzinare.

È probabile che i tuoi dispositivi utilizzino un tipo di batteria chiamata batteria agli ioni di litio. Ma un altro tipo a base di sodio anziché di litio potrebbe diventare presto comune. Entrambi i tipi di batteria possono immagazzinare e fornire una grande quantità di carica, grazie al modo in cui i materiali costituenti fanno circolare gli elettroni. Ma sia nelle batterie al litio che nelle batterie al sodio, cicli ripetuti di ricarica e utilizzo possono ridurre significativamente la capacità di archiviazione nel tempo.

All'interno di una tipica batteria, ci sono strati di materiale metallico. Quando le batterie si caricano e si scaricano, questi strati si degradano e sviluppano crepe o scaglie, chiamate difetti di impilamento, che riducono la capacità delle batterie di immagazzinare e fornire carica. Questi difetti di impilamento si verificano perché il materiale è tenuto insieme da una forza debole chiamata forza di Van der Waals, che viene facilmente sopraffatto dallo stress esercitato sui materiali durante la ricarica e l'uso.

Yamada e colleghi hanno dimostrato che se la batteria è realizzata con un materiale modello:ossido a strati redox di ossigeno (Na ₂ RuO ₃ )—poi accade qualcosa di straordinario. Non solo diminuisce il degrado dovuto ai cicli di carica e scarica, ma gli strati in realtà si autoriparano. Questo perché il materiale dimostrato dai ricercatori è trattenuto da una forza chiamata attrazione coulombiana, che è molto più forte della forza di Van der Waals.

"Ciò significa che le batterie potrebbero avere una durata di vita molto più lunga, ma potrebbero anche essere spinti oltre i livelli che attualmente li danneggiano, " ha detto Yamada. "Aumentare la densità energetica delle batterie è di fondamentale importanza per realizzare il trasporto elettrificato".