I ricercatori della North Carolina State University hanno creato un nuovo nano-scaffold flessibile per batterie ricaricabili agli ioni di litio che potrebbe aiutare a far durare più a lungo le batterie dei telefoni cellulari e delle auto elettriche.

La ricerca, pubblicato in Materiale avanzato , mostra il potenziale dei fogli fabbricati di nanotubi di carbonio allineati rivestiti di silicio, un materiale con una capacità di accumulo di energia molto più elevata rispetto ai compositi di grafite tipicamente utilizzati nelle batterie agli ioni di litio.

"Mettere il silicio nelle batterie può produrre un enorme aumento della capacità, 10 volte maggiore, " ha detto il dottor Philip Bradford, assistente professore di ingegneria tessile, chimica e scienza alla NC State. "Ma l'aggiunta di silicio può anche creare problemi 10 volte superiori".

Una sfida significativa nell'uso del silicio è che si gonfia quando le batterie agli ioni di litio si scaricano. Mentre le batterie girano, il silicio può staccarsi dall'elettrodo e galleggiare (noto come polverizzazione) invece di rimanere in posizione, rendendo le batterie meno stabili.

Quando i nanotubi di carbonio rivestiti di silicio sono stati allineati in una direzione come uno strato di cannucce posate da un capo all'altro, la struttura ha permesso l'espansione controllata in modo che il silicio sia meno soggetto a polverizzazione, disse Xiangwu Zhang, professore associato di ingegneria tessile, chimica e scienza alla NC State.

"C'è un'enorme richiesta di batterie per telefoni cellulari e veicoli elettrici, che richiedono una maggiore capacità energetica per distanze di guida più lunghe tra le cariche, " Zhang ha detto. "Crediamo che questo ponteggio di nanotubi di carbonio abbia potenzialmente la capacità di cambiare il settore, anche se gli aspetti tecnici dovranno essere elaborati. Il processo di produzione che stiamo utilizzando è scalabile e potrebbe funzionare bene nella produzione commerciale".