Peccato per il povero ione di litio. Attirato inesorabilmente dalla sua carica elettrica, sale dall'anodo al catodo e viceversa, farsi strada attraverso un elaborato percorso a ostacoli molecolare. Questo viaggio è essenziale per alimentare qualsiasi cosa, dai telefoni cellulari agli utensili elettrici senza fili. Ancora, nessuno capisce davvero cosa succede su scala atomica quando le batterie agli ioni di litio vengono utilizzate e ricaricate, ancora e ancora.

Il ricercatore della Michigan Technological University, Reza Shahbazian-Yassar, si è impegnato a mappare meglio il lungo, strano viaggio e forse renderlo più agevole e facile. Il suo obiettivo finale:realizzare batterie migliori, con più potenza e una vita più lunga.

Utilizzando la microscopia elettronica a trasmissione, Anmin Nie, un ricercatore postdottorato senior nel gruppo di ricerca di Shahbazian-Yassar, ha recentemente documentato cosa può accadere agli anodi quando gli ioni di litio si fanno strada in essi, e non è particolarmente buono. La ricerca è stata recentemente pubblicata sulla rivista Nano lettere .

"Lo chiamiamo rimescolamento atomico, "dice Shahbazian-Yassar, il Professore Associato Richard ed Elizabeth Henes in Nanotecnologia. "La struttura a strati dell'elettrodo cambia quando il litio entra all'interno, creando una struttura a sandwich:c'è molta espansione e contrazione localizzata nei cristalli dell'elettrodo, che aiuta il litio a tracciare una scia attraverso l'elettrodo."

Il rimescolamento atomico non solo aiuta a spiegare come gli ioni di litio si muovono attraverso l'anodo, in questo caso un nuovo materiale promettente chiamato antimonide di zinco. Fornisce anche un indizio sul motivo per cui la maggior parte degli anodi realizzati con materiali stratificati alla fine fallisce. "Abbiamo dimostrato che gli ioni causano molto stress locale e transizioni di fase, " ha detto Anmin.