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Come costruire batterie a stato solido più efficienti 

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Un gruppo di ricerca dell’Università tecnica di Monaco (TUM), assieme alla Research Neutron Source Heinz Maier-Leibnitz (FRM II), ha rinvenuto un ottimo conduttore di ioni di litio in una polvere leggera che garantisce una conducibilità superiore alla media. 

Nuovi materiali

Gli studiosi dell’Università tecnica di Monaco (TUM), assieme al gruppo di ricerca Research Neutron Source Heinz Maier-Leibnitz, hanno scoperto una nuova classe di materiali con i quali è possibile aumentare il livello di conduttività e ottenere delle prestazioni energetiche migliori. 

Si tratta di fosforo, alluminio e una percentuale relativamente elevata di litio, ritrovate in una polvere leggera, simile alla cipria, che ha dimostrato di essere un ottimo conduttore di ioni di litio, con prestazioni superiori a ciò che si potesse immaginare. 

Le misurazioni in laboratorio di questi materiali hanno dimostrato che questa classe di sostanze, precedentemente trascurata, nascondeva invece un alto livello di conduttività.

Cosa è una batteria a stato solido

La tipologia di batterie più utilizzata per la costruzione di veicoli elettrici è quella agli ioni di litio. In questo scenario, si inseriscono le batterie allo stato solido, che potrebbero rappresentare il futuro della e-Mobility e sono formate da un catodo (elettrodo positivo), da un separatore solido che lavora come elettrolita, e che quindi subisce la suddivisione in ioni delle proprie molecole, e da un anodo formato da litio. 

Si è scoperto che gli elettroliti solidi hanno una migliore densità energetica, assicurano tempi di ricarica più brevi e accumulano energia in modo più efficiente. Quelli disponibili fino ad ora però si sono sempre rivelati incapaci, secondo i ricercatori, di soddisfare le aspettative richieste. Ed è per questo che, studiando il funzionamento degli ioni di litio, si sono trovate altre soluzioni più efficaci.

Fasci di neutroni  

La polvere sulla quale ha lavorato invece il team di ricerca, che non contiene zolfo ma altri materiali, ha permesso loro di sperimentare nuove combinazioni, ottenendo composti correlati con un’alta conduttività elettrica, per esempio utilizzando il silicio o lo stagno al posto dell’alluminio. 

Studiare queste interazioni non è semplice, in quanto gli atomi di litio sono molto leggeri e non è facile individuarli con i classici apparecchi da laboratorio. Per questo, si è trovato come rimedio l’utilizzo di fasci di neutroni, con i quali è possibile vederli.

Quest’innovazione potrebbe portare a un’accelerazione dello sviluppo delle batterie allo stato solido, utilizzando queste polveri che ne possono garantire delle prestazioni migliori.

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