I ricercatori dello Skoltech Center for Energy Science and Technology (CEST) hanno creato un nuovo materiale catodico a base di fosfato di fluoruro di titanio, che ha raggiunto prestazioni energetiche superiori e un funzionamento stabile a correnti di scarica elevate. I risultati del loro studio sono stati pubblicati in Comunicazioni sulla natura .

Oggi, il rapido sviluppo del trasporto elettrico e delle fonti di energia rinnovabile richiede un accesso commerciale, soluzioni di accumulo di energia sicure ed economiche basate su batterie agli ioni metallici. Il prezzo elevato della tecnologia esistente agli ioni di litio è un grosso ostacolo, il che è ulteriormente esacerbato dalla speculazione che il mondo potrebbe presto esaurire il litio e il cobalto essenziali per la produzione del catodo, che ne determina le caratteristiche funzionali e le prestazioni energetiche.

La ricerca di una tecnologia alternativa comporta uno sforzo enorme per creare batterie utilizzando elementi più accessibili e meno costosi come il potassio invece del litio. Per quanto riguarda il cobalto, può essere sostituito dai più comuni ed ecologici elementi ferro, manganese e titanio.

Il decimo elemento più comune nella crosta terrestre, il titanio viene estratto in tutto il mondo, e i principali reagenti contenenti titanio sono facilmente disponibili, stabile e non tossico. Ma nonostante questi evidenti vantaggi, il basso potenziale elettrochimico che limita l'energia specifica ottenibile dalla batteria è stato a lungo un grosso ostacolo per l'utilizzo di composti di titanio nei materiali catodici.

Gli scienziati di Skoltech sono riusciti a creare un materiale catodico avanzato commercialmente attraente a base di fosfato di fluoruro di titanio, KTiPO ₄ F, esibendo un alto potenziale elettrochimico e una stabilità senza precedenti a velocità di carica/scarica elevate.

Professor Stanislav Fedotov, dice, "Questo è un risultato eccezionale che distrugge letteralmente il paradigma dominante presente da tempo nella "comunità delle batterie" affermando che i materiali a base di titanio possono funzionare solo come anodi, a causa del basso potenziale del titanio. Riteniamo che la scoperta del KTiPO . ad alta tensione ₄ F può dare nuovo impulso alla ricerca e allo sviluppo di nuovi materiali catodici contenenti titanio con proprietà elettrochimiche uniche".

Professore Artem Abakumov, direttore del CEST, dice, "Dal punto di vista della chimica inorganica e della chimica dello stato solido, questo è un ottimo esempio che mostra ancora una volta che invece di seguire ciecamente i dogmi generalmente accettati, dovremmo guardare le cose con gli occhi ben aperti. Se scegli la giusta composizione chimica, struttura cristallina e metodo di sintesi, l'impossibile diventa possibile e si possono trovare nuovi materiali con proprietà inaspettate e nuove opportunità per applicazioni pratiche. Questo è stato brillantemente dimostrato dal professor Fedotov e dal suo team".