Immagina di avere accesso a una batteria, che ha il potenziale per alimentare il tuo telefono per cinque giorni consecutivi, o consentire a un veicolo elettrico di percorrere più di 1000 km senza bisogno di "fare rifornimento".

I ricercatori della Monash University sono sul punto di commercializzare la batteria al litio-zolfo (Li-S) più efficiente al mondo, che potrebbe superare di oltre quattro volte gli attuali leader di mercato, e alimentare l'Australia e altri mercati globali anche in futuro.

Il dott. Mahdokht Shaibani del Dipartimento di ingegneria meccanica e aerospaziale della Monash University ha guidato un team di ricerca internazionale che ha sviluppato una batteria Li-S ad altissima capacità con prestazioni migliori e un impatto ambientale inferiore rispetto agli attuali prodotti agli ioni di litio.

I ricercatori hanno un brevetto depositato approvato (PCT/AU 2019/051239) per il loro processo di fabbricazione, e le celle prototipo sono state fabbricate con successo dai partner tedeschi di ricerca e sviluppo Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology.

Alcuni dei maggiori produttori mondiali di batterie al litio in Cina e in Europa hanno espresso interesse per l'aumento della produzione, con ulteriori test che si svolgeranno in Australia all'inizio del 2020.

Lo studio è stato pubblicato su Progressi scientifici di venerdì, 3 gennaio 2020.

Il professor Mainak Majumder ha affermato che questo sviluppo è stato un passo avanti per l'industria australiana e potrebbe trasformare il modo in cui i telefoni, macchine, computer e reti solari sono prodotti in futuro.

"La fabbricazione e l'implementazione di successo delle batterie Li-S nelle auto e nelle reti cattureranno una parte più significativa della catena del valore stimata di 213 miliardi di dollari del litio australiano, e rivoluzionerà il mercato automobilistico australiano e fornirà a tutti gli australiani un mercato energetico più pulito e affidabile, "Ha detto il professor Majumder.

"Il nostro team di ricerca ha ricevuto finanziamenti per oltre 2,5 milioni di dollari dal governo e dai partner internazionali del settore per testare questa tecnologia delle batterie nelle auto e nelle reti da quest'anno, di cui siamo più entusiasti".

Utilizzando gli stessi materiali nelle batterie standard agli ioni di litio, i ricercatori hanno riconfigurato il design dei catodi di zolfo in modo che potessero sopportare carichi di stress più elevati senza un calo della capacità o delle prestazioni complessive.

Ispirato all'architettura a ponte unica registrata per la prima volta nella lavorazione delle polveri detergenti negli anni '70, il team ha progettato un metodo che ha creato legami tra le particelle per adattarsi allo stress e fornire un livello di stabilità mai visto in nessuna batteria fino ad oggi.

Prestazioni attraenti, insieme a minori costi di produzione, abbondante disponibilità di materiale, la facilità di elaborazione e l'impatto ambientale ridotto rendono questo nuovo design della batteria attraente per le future applicazioni del mondo reale, secondo il professore associato Matthew Hill.

"Questo approccio non solo favorisce metriche ad alte prestazioni e lunga durata del ciclo, ma è anche semplice ed estremamente economico da realizzare, utilizzando processi a base d'acqua, e può portare a riduzioni significative dei rifiuti pericolosi per l'ambiente, "Ha detto il professore associato Hill.