Il dottor Dong Jun Kim dell'UNSW Sydney ha guidato un team di ricercatori per dimostrare che le batterie ricaricabili agli ioni di alluminio sono una possibilità con un futuro nello stoccaggio di energia rinnovabile.

Le batterie agli ioni di alluminio sono un passo avanti per diventare una realtà dopo che un chimico dell'UNSW Sydney ha trovato un modo per far funzionare la scienza dietro la tecnologia.

In uno studio completato alla Northwestern University in Illinois e pubblicato oggi in Energia della natura , Il Dr. Dong Jun Kim – ora della School of Chemistry dell'UNSW – ha guidato un team di ricercatori tra cui il premio Nobel Sir Fraser Stoddart per dimostrare una strategia per la progettazione di materiali attivi per batterie ricaricabili in alluminio.

Fino ad ora, trovare elettrodi host appropriati per l'inserimento di ioni di alluminio complessi è stata una sfida fondamentale.

"Abbiamo trovato un nuovo modo per progettare batterie ricaricabili in alluminio utilizzando un composto macrociclico redox-attivo come materiale attivo, " ha detto il dottor Kim.

In altre parole, Il dottor Kim e il suo team sono riusciti a utilizzare un grande composto chimico organico come parte della batteria che immagazzina energia, qualcosa che in precedenza aveva lasciato perplessi i ricercatori.

"Riteniamo che la ricerca discussa nell'articolo apra un nuovo approccio alla progettazione di batterie agli ioni di alluminio che potrebbe essere di interesse per gli scienziati che studiano l'immagazzinamento di energia elettrochimica di prossima generazione, " ha aggiunto il dottor Kim.

Ciò che rende questo è un grosso problema è che mentre le batterie agli ioni di litio hanno riscosso un notevole successo nell'alimentazione di dispositivi elettronici mobili, nelle applicazioni di energia rinnovabile sono irte di cicli di vita limitati, problemi di sicurezza e costi relativamente elevati.

batterie agli ioni di alluminio, d'altra parte, sono stati visti come contendenti ideali per questo spazio, dato che l'alluminio è il terzo elemento più abbondante nella crosta terrestre dietro l'ossigeno e il silicio. Possiede anche una delle capacità volumetriche teoriche più elevate a causa dei suoi molteplici stati redox.

"Lo sviluppo di batterie che utilizzano l'alluminio ha ricevuto molte aspettative per la fornitura di elevati rapporti energia/prezzo, " ha detto il dottor Kim.

"I nostri risultati hanno mostrato prestazioni promettenti della batteria, però, siamo agli inizi e sottolineiamo che c'è bisogno di migliorare ancora di più sotto ogni aspetto. Quindi non ha molto senso fare un confronto con il consolidato sistema di batterie agli ioni di litio".

Il Dr. Kim ha detto che continuerà a ricercare le batterie agli ioni di alluminio mentre esaminerà il potenziale dell'utilizzo di altri elementi.

"Non vedo l'ora di ulteriori ricerche sull'utilizzo di molecole organiche redox-attive per batterie a intercalazione di ioni multivalenti come l'alluminio, magnesio, zinco, e calcio, " Egli ha detto.