(Phys.org) — Un team di ricercatori dell'Università del Texas ha scoperto che l'utilizzo di nanotubi coassiali può migliorare le prestazioni delle batterie litio-zolfo (Li-S). Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Nano lettere , il team descrive come hanno usato Polypyrrole-MnO ₂ nanotubi coassiali per superare gli ostacoli all'utilizzo delle batterie Li-S nei prodotti commerciali.

Ricerche precedenti hanno dimostrato che le batterie Li-S offrirebbero agli utenti di elettronica una maggiore quantità di energia, fino a cinque volte quella delle batterie agli ioni di litio. Potrebbero anche offrire un costo inferiore, poiché lo zolfo è abbondante e facilmente reperibile. In particolare, è anche ragionevolmente sicuro per l'ambiente. Ma le batterie Li-S hanno sofferto di alcuni grossi problemi, il peggiore è l'"effetto navetta", in cui i polisolfuri si muovono attraverso il catodo e causano problemi nell'elettrolita. Si muovono anche attraverso l'elettrodo, che esaurisce lo zolfo dopo che la batteria è stata caricata e ricaricata solo poche volte. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno cercato di superare questi problemi introducendo PPy-MnO ₂ nanotubi al design, usandoli per incapsulare gli elettrodi. L'aggiunta dei nanotubi ha contribuito a ridurre l'effetto navetta e ha anche contrastato il problema della bassa conduttività dello zolfo e del solfuro di litio, riporta la squadra. Ha anche risolto il problema delle grandi variazioni di volume dovute alla flessibilità dei nanotubi.

I ricercatori riferiscono che i test sulle loro batterie Li-S hanno mostrato che hanno un'efficienza coulombiana di 98,6 e dopo aver fatto girare le batterie 500 volte hanno scoperto che la velocità di scarica è rimasta al di sopra di 500 mAh/g che hanno ritenuto stabile.

I ricercatori osservano che mentre i loro risultati iniziali con le batterie Li-S migliorate sono stati positivi, ci sono ancora alcune sfide che devono essere affrontate prima che le batterie possano essere utilizzate nei dispositivi:la principale tra queste è "il problema dei dendriti". Questo è quando i rami di litio crescono attraverso il separatore della batteria, causando cortocircuiti e possibili esplosioni. Il team prevede di testare la possibilità di utilizzare altri tipi di elettroliti o di utilizzare Li ₂ S come parte di un catodo che potrebbe essere accoppiato con anodi fatti di altri materiali come silicio, stagno o grafite. Sono fiduciosi che una volta trovato un mezzo per stabilizzare gli anodi, le batterie al litio-zolfo si dimostreranno utili in un'ampia gamma di prodotti di consumo.

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