I ricercatori della Northwestern University hanno realizzato un anodo per batterie agli ioni di litio che consente di mantenere la carica per un tempo dieci volte maggiore rispetto alla tecnologie che vengono usate attualmente.
Harold H. Kung, il professore che ha diretto il gruppo di ricerca, ha dichiarato:
Abbiamo trovato un modo per estendere di 10 volte la carica delle batterie agli ioni di litio.
Anche dopo aver effettuato 150 ricariche, pari a circa un anno di utilizzo, la batteria è ancora 5 volte più efficace di quelle che sono oggi in commercio.
Di consueto una batteria agli ioni di litio si carica attraverso il movimento degli elettroni che si muovono all’interno dell’elettrolita verso l’anodo e la sua capacità energetica è limitata dalla densità energetica (in altre parole da quanti ioni possono essere inseriti all’interno di un elettrodo).
Nelle batterie attuali viene utilizzato un anodo composto da grafene che permette di immagazzinare un atomo di litio per sei atomi di carbonio.
Sostituendo il silicio al posto del carbonio è possibile immagazzinare quattro atomi di litio per ogni atomo di silicio.
Aumentare il numero di atomi di litio nell’anodo significa aumentare la densità energetica della batteria e quindi la sua durata.
Però durante il processo di carica il silicio si contrae e si espande provocando delle “microfratture” nella sua struttura e di conseguenza una perdita di carica , per evitare questo i ricercatori hanno quindi inserito cluster di silicio tra i fogli di grafene, in modo tale da bloccare il silicio, e hanno creato fori di dimensioni comprese tra 10 e 20 nanometri nei fogli di grafene per velocizzare il processo di carica fino a 10 volte.
Il prossimo passo della ricerca sarà quello di migliorare il catodo e l’elettrolita.
Infatti stanno cercando il modo di disattivare l’elettrolita per evitare esplosioni della batteria ad alte temperature (lo vogliono realizzare con un processo automatico e reversibile), questo meccanismo di sicurezza potrebbe essere molto importante specialmente nelle auto elettriche.
Entro un periodo che va dai tre ai cinque anni, questa tecnologia potrebbe arrivare sul mercato e risolvere definitivamente il problema dell’autonomia delle batterie.