Le batterie muoiono nei momenti più scomodi. I cellulari si spengono durante le conversazioni importanti perché la batteria non è stata ricaricata. Oppure l'industria automobilistica va su di giri per l'entusiasmo per un nuovo veicolo alimentato a batteria, ma necessita di frequenti ricariche. Oppure il lavoro di cantiere è in ritardo perché la batteria del tuo tagliabordi è scarica.

I ricercatori dell'Università del Texas a Dallas hanno sviluppato un potente, sostituto del litio-zolfo sicuro per l'ambiente che potrebbe allungare drasticamente la durata della batteria. Il loro lavoro è stato pubblicato sulla rivista Nanotecnologia della natura .

"Le comuni batterie agli ioni di litio hanno solo una certa capacità, " ha detto il dottor Kyeongjae "K.J." Cho, professore di scienze e ingegneria dei materiali. "E la maggior parte delle persone vuole usare i propri telefoni più a lungo".

Molti utenti di smartphone hanno familiarità con la durata di conservazione delle batterie agli ioni di litio. A volte una carica può durare circa un giorno. Cho ha detto che la maggior parte sarebbe d'accordo sul fatto che sarebbe stato più conveniente se quella carica fosse durata una settimana o più.

Cho, insieme al socio di ricerca Dr. Jeongwoon Hwang, entrambi della Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science, ha lavorato con altri scienziati regionali per migliorare le batterie al litio-zolfo, a lungo considerato da molti come un'evoluzione delle batterie agli ioni di litio.

Il litio-zolfo potrebbe essere la soluzione

Le batterie al litio-zolfo presentano importanti vantaggi rispetto alle batterie agli ioni di litio. Secondo Cho, sono meno costosi da realizzare, pesare di meno, immagazzinano quasi il doppio dell'energia delle batterie agli ioni di litio e sono migliori per l'ambiente.

"Una batteria al litio-zolfo è ciò che la maggior parte della comunità di ricerca pensa sia la prossima generazione di batterie, " ha detto Cho. "Ha una capacità da tre a cinque volte superiore a quella delle batterie agli ioni di litio, nel senso che se sei abituato a un telefono che dura tre ore, puoi usarlo per 9-15 ore con una batteria al litio-zolfo."

Ma le batterie al litio-zolfo non sono prive di problemi. Lo zolfo è un cattivo conduttore elettrico e può diventare instabile solo dopo diversi cicli di carica e ricarica. La rottura degli elettrodi è un'altra ragione per cui le batterie al litio-zolfo non sono mainstream.

Gli scienziati hanno cercato di migliorare le batterie litio-zolfo mettendo il litio metallico su un elettrodo e lo zolfo sull'altro. Però, il litio metallico spesso è troppo instabile, e zolfo troppo isolante. Gli scienziati hanno scoperto una tecnologia che ha prodotto una sostanza di nanotubi di carbonio e zolfo che ha creato più conduttività su un elettrodo, e un rivestimento in nanomateriale per creare stabilità per l'altro.

Cho e altri ricercatori hanno scoperto che il molibdeno, un elemento metallico spesso utilizzato per rinforzare e indurire l'acciaio, crea un materiale che regola lo spessore del rivestimento quando combinato con due atomi di zolfo, un rivestimento più sottile della seta di una ragnatela. Hanno scoperto che migliorava la stabilità e compensava la scarsa conduttività dello zolfo, consentendo così una maggiore densità di potenza e rendendo le batterie al litio-zolfo più redditizie dal punto di vista commerciale.

"Era quello che tutti cercavano, per molto tempo, " Cho ha detto. "Questa è la svolta. Stiamo cercando di sopprimere le reazioni collaterali. È una tecnologia di protezione".

Gli scienziati affermano che questa scoperta potrebbe cambiare il modo in cui guardiamo le batterie e ne sperimentiamo la durata.

"Stiamo portando questo al passo successivo e stabilizzeremo completamente il materiale, e portarlo alla realtà, tecnologia commerciale pratica, " disse Cho.