L'elettrolita di legno per le batterie di prossima generazione offre una conduttività da record

Le moderne batterie al litio di solito usano un elettrolita liquido per trasferire gli ioni tra i due elettrodi, ma gli scienziati che studiano le alternative solide hanno scoperto alcune possibilità interessanti. Tra questi ci sono gli autori di un nuovo studio, che hanno usato la cellulosa derivata dal legno come base per uno di questi elettroliti solidi. Ha lo spessore della carta e può piegarsi e slegarsi in risposta ai cicli della batteria.

Qual è lo svantaggio delle moderne batterie

Uno degli svantaggi degli elettroliti usati nelle moderne batterie al litio è che contengono liquidi volatili che comportano il rischio di incendio in caso di corto circuito. Gli elettroliti solidi, nel frattempo, possono essere fatti da materiali non infiammabili, rendono il dispositivo meno incline alla formazione di dendriti e possono aprire possibilità completamente nuove per l'architettura della batteria.

Molti degli elettroliti solidi sviluppati finora sono stati fatti con materiali ceramici, che sono altamente efficienti nel condurre gli ioni, ma non portano molto bene durante la carica e la scarica a causa della loro fragilità. I ricercatori della Brown University e dell'Università del Maryland hanno cercato un'alternativa e hanno usato come punto di partenza le nanofibrille di cellulosa che si trovano nel legno.

Cosa suggeriscono gli scienziati

Questi tubi polimerici di legno sono stati combinati con il rame per creare un conduttore ionico solido che ha una conducibilità simile alla ceramica, e da 10 a 100 volte meglio di altri conduttori ionici polimerici. Secondo il team, questo è dovuto al fatto che l'aggiunta di rame crea spazio tra le catene di polimeri di cellulosa per formare "superstrade ioniche" che permettono agli ioni di litio di viaggiare con efficienza record.

E poiché il materiale è sottile e flessibile, gli scienziati credono che resisterà meglio alle sollecitazioni dei cicli delle batterie. Sostengono anche che ha stabilità elettrochimica, consentendo anodi di litio-metallo e catodi ad alta tensione, o potrebbe agire come un materiale di legame che racchiude catodi ultra-spessi in batterie ad alta densità.

Fonte: brown.edu, natura, newatlas

Illustrazione: Danilo Alvesd