Un tocco di asfalto potrebbe essere il segreto per batterie al litio metallico ad alta capacità che si caricano da 10 a 20 volte più velocemente delle batterie commerciali agli ioni di litio, secondo gli scienziati della Rice University.

Il laboratorio Rice del chimico James Tour ha sviluppato anodi composti da carbonio poroso ricavato da asfalto che ha mostrato un'eccezionale stabilità dopo più di 500 cicli di carica-scarica. Una densità di corrente elevata di 20 milliampere per centimetro quadrato ha dimostrato la promessa del materiale per l'uso in dispositivi di carica e scarica rapida che richiedono un'elevata densità di potenza. La scoperta è riportata sulla rivista dell'American Chemical Society ACS Nano .

"La capacità di queste batterie è enorme, ma ciò che è altrettanto notevole è che possiamo portarli dalla carica zero alla carica completa in cinque minuti, invece delle tipiche due ore o più necessarie con altre batterie, " Disse Giro.

Il laboratorio Tour in precedenza utilizzava un derivato dell'asfalto, in particolare, gilsonite non trattata, lo stesso tipo utilizzato per la batteria, per catturare i gas serra dal gas naturale. Questa volta, i ricercatori hanno mescolato l'asfalto con nanonastri conduttivi di grafene e hanno rivestito il composito con metallo di litio tramite deposizione elettrochimica.

Il laboratorio ha combinato l'anodo con un catodo di carbonio solforato per realizzare batterie complete per i test. Le batterie hanno mostrato una densità ad alta potenza di 1, 322 watt per chilogrammo e alta densità energetica di 943 wattora per chilogrammo.

I test hanno rivelato un altro vantaggio significativo:il carbonio ha mitigato la formazione di dendriti di litio. Questi depositi di muschio invadono l'elettrolita di una batteria. Se si estendono abbastanza lontano, cortocircuitano l'anodo e il catodo e possono causare il guasto della batteria, prendere fuoco o esplodere. Ma il carbonio derivato dall'asfalto impedisce la formazione di dendriti.

Un precedente progetto del laboratorio ha scoperto che anche un anodo di grafene e nanotubi di carbonio ha impedito la formazione di dendriti. Tour ha detto che il nuovo composito è più semplice.

"Mentre la capacità tra la prima e questa nuova batteria è simile, avvicinandosi al limite teorico del litio metallico, il nuovo carbonio derivato dall'asfalto può assorbire più litio metallico per unità di superficie, ed è molto più semplice ed economico da realizzare, " ha detto. "Non esiste una fase di deposizione chimica da vapore, nessuna fase di deposizione del fascio elettronico e nessuna necessità di coltivare nanotubi dal grafene, quindi la produzione è notevolmente semplificata."