I ricercatori di UCLouvain hanno scoperto un nuovo materiale per batterie ad alte prestazioni e sicuro (LTPS) in grado di accelerare la carica e la scarica a un livello mai osservato finora. Credito:Università di Lovanio (UCLouvain)
Le fonti di energia rinnovabili come l'eolico o il fotovoltaico sono intermittenti; i picchi di produzione non seguono necessariamente i picchi di domanda. Lo stoccaggio di energia verde è quindi essenziale per allontanarsi dai combustibili fossili. L'energia prodotta dalle celle fotovoltaiche e dall'energia eolica viene immagazzinata per essere utilizzata successivamente quando necessario.
La tecnologia agli ioni di litio è attualmente la tecnologia più performante per l'accumulo di energia basata su batterie. Le batterie agli ioni di litio sono utilizzate nella piccola elettronica (smartphone, laptop) e sono le migliori opzioni per le auto elettriche. Il loro svantaggio? Le batterie agli ioni di litio possono prendere fuoco, ad esempio, a causa di problemi di fabbricazione. Ciò è dovuto in parte all'uso di elettroliti organici liquidi nelle batterie attuali. Questi elettroliti organici sono necessari alla batteria, ma altamente infiammabile.
La soluzione? Passaggio da un elettrolita liquido infiammabile a uno solido (cioè, passare a batterie completamente allo stato solido). Questo è un passo molto difficile, poiché gli ioni di litio nei solidi sono meno mobili che nei liquidi. Questa minore mobilità limita le prestazioni della batteria in termini di velocità di carica e scarica.
Gli scienziati sono alla ricerca di materiali che potrebbero consentire batterie completamente allo stato solido. I ricercatori dell'UCLouvain hanno ora scoperto un tale materiale, LiTi 2 (PS 4 ) 3 , o LTPS. LTPS ha il più alto coefficiente di diffusione del litio (una misura diretta della mobilità del litio) mai misurato in un solido. LTPS mostra un coefficiente di diffusione molto più alto di qualsiasi materiale conosciuto. I risultati sono pubblicati in chimica .
Questa mobilità del litio deriva direttamente dalla struttura cristallina unica (cioè, la disposizione degli atomi) di LTPS. Questo meccanismo apre nuove prospettive nel campo dei conduttori agli ioni di litio, e oltre LTPS, apre una strada verso la ricerca di nuovi materiali con meccanismi di diffusione simili. Sono necessari ulteriori studi e miglioramenti al materiale per consentirne la futura commercializzazione. Questa scoperta è comunque un passo importante nella comprensione dei materiali con mobilità degli ioni di litio estremamente elevata, che alla fine sono necessari per le batterie completamente allo stato solido del futuro. Questi materiali, compreso LTPS, potrebbe essere utilizzato in molte tecnologie, dalle auto agli smartphone.
