Astratto grafico. Credito:Chimica (2022). DOI:10.1016/j.chempr.2022.03.001
L'accumulo di energia nelle batterie al litio-zolfo è potenzialmente maggiore rispetto alle batterie agli ioni di litio, ma sono ostacolate da una breve durata. I ricercatori dell'Università di Uppsala in Svezia hanno ora identificato i principali colli di bottiglia nelle prestazioni.
Le batterie al litio-zolfo sono in cima alla lista dei desideri per le future batterie poiché sono realizzate con materiali più economici ed ecologici rispetto alle batterie agli ioni di litio. Hanno anche una maggiore capacità di accumulo di energia e funzionano bene a temperature molto più basse. Tuttavia, soffrono di vita breve e perdita di energia. Un articolo appena pubblicato sulla rivista Chem da un gruppo di ricerca dell'Università di Uppsala ha ora individuato i processi che stanno limitando le prestazioni degli elettrodi di zolfo che a loro volta riducono la corrente che può essere erogata. Durante i cicli di scarica/carica si formano diversi materiali che causano vari problemi. Spesso una carenza localizzata di litio provoca un collo di bottiglia.
"L'apprendimento dei problemi ci consente di sviluppare nuove strategie e materiali per migliorare le prestazioni della batteria. Per compiere i passi successivi è necessario identificare i veri colli di bottiglia. Questa è una grande sfida di ricerca in un sistema complesso come il litio-zolfo", afferma Daniel Brandell, professore di Chimica dei Materiali presso l'Università di Uppsala che lavora presso l'Ångström Advanced Battery Centre.
Lo studio ha combinato varie tecniche di diffusione delle radiazioni:le analisi dei raggi X sono state effettuate a Uppsala, in Svezia, e i risultati dei neutroni provenivano da una grande struttura di ricerca, l'Institut Laue Langevin, a Grenoble, in Francia.
"Lo studio dimostra l'importanza di utilizzare queste infrastrutture per affrontare i problemi nella scienza dei materiali", afferma il professor Adrian Rennie. "Questi strumenti sono costosi ma sono necessari per comprendere sistemi così complessi come queste batterie. Molte reazioni diverse si verificano contemporaneamente ei materiali si formano e possono scomparire rapidamente durante il funzionamento."
Lo studio è stato condotto nell'ambito di una collaborazione con Scania CV AB.
"L'energia elettrica è necessaria per il settore degli autocarri pesanti e non solo per i veicoli personali. Devono stare al passo con gli sviluppi di una gamma di batterie diverse che potrebbero presto diventare molto importanti", afferma Daniel Brandell. + Esplora ulteriormente
