Una minuscola struttura in titanio simile a un'impalcatura di nanonet rivestiti con particelle di silicio potrebbe aprire la strada a batterie agli ioni di litio più leggere e di lunga durata, secondo un team di chimici del Boston College che ha sviluppato il nuovo materiale anodico utilizzando la nanotecnologia.

I nanonet simili al web sviluppati nel laboratorio dell'assistente professore di chimica Dunwei Wang offrono una forza strutturale unica, più superficie e maggiore conducibilità, che ha prodotto una velocità di carica/ricarica da cinque a 10 volte maggiore del tipico materiale anodico agli ioni di litio, un componente comune nelle batterie per una gamma di elettronica di consumo, secondo i risultati pubblicati nell'attuale edizione online della rivista dell'American Chemical Society Nano lettere .

Inoltre, i Nanonets si sono dimostrati eccezionalmente durevoli, mostrando un calo trascurabile della capacità durante i cicli di carica e ricarica. I ricercatori hanno osservato una media dello 0,1% di dissolvenza della capacità per ciclo tra il 20° e il 100° ciclo.

"Mentre i ricercatori perseguono la prossima generazione di tecnologia delle batterie agli ioni di litio ricaricabili, un premio è stato posto su una maggiore potenza e una maggiore durata della batteria, " ha detto Wang. "In quel contesto, il dispositivo Nanonet fa un passo da gigante verso questi due obiettivi e ci fornisce un materiale anodico superiore."

Le batterie agli ioni di litio sono comunemente utilizzate nei dispositivi elettronici di consumo. Questo tipo di batteria ricaricabile consente agli ioni di litio di spostarsi dall'elettrodo dell'anodo al catodo quando è in uso. Quando addebitato, gli ioni tornano dal catodo all'anodo.

La struttura e la conduttività dei nanonet hanno migliorato la capacità di inserire ed estrarre ioni di litio dal rivestimento particolato di silicio, ha riferito la squadra. Funziona a una velocità di carica/scarica di 8, 400 milliampere per grammo (mA/g) - che è circa da cinque a 10 volte maggiore rispetto a dispositivi simili - la capacità specifica del materiale era maggiore di 1, 000 milliampere-ora per grammo (mA-h/g). Tipicamente, Le batterie agli ioni di litio per laptop sono classificate ovunque tra 4, 000 e 12, 000 mA/ora, il che significa che ci vorrebbe solo tra quattro e 12 grammi di materiale anodico Nanonet per raggiungere una capacità simile.

Wang ha affermato che la capacità di preservare il nucleo di silicio e titanio cristallino durante il processo di carica/scarica è stata la chiave per ottenere le elevate prestazioni del materiale dell'anodo Nanonet. Ulteriori ricerche nel suo laboratorio esamineranno le prestazioni del Nanonet come materiale catodico.