I ricercatori dell’Università di Tohoku, in Giappone, hanno di recente sviluppato un prototipo di batteria ricaricabile al calcio-metallo, capace di 500 cicli di carica ripetuti.
La batteria al calcio-metallo
Con lo sviluppo della e-mobility, sta anche aumentando la vendita di veicoli elettrici e la conseguente necessità di esplorare della alternative che possano sostituire le batterie agli ioni di litio, come quelle ferro-aria o quelle al calcio-metallo sperimentate di recente dal team dell’Università di Tohoku, e pubblicate sulla rivista Advanced Science.
La loro analisi si concentra sulle proprietà di questo elemento considerato il terzo più abbondante sulla Terra, più duro del sodio ma più morbido dell’alluminio.
Le caratteristiche del calcio
Le caratteristiche del calcio (Ca) sono innumerevoli: il suo potenziale di densità energetica è superiore rispetto a quello delle batterie tradizionali e, le sue proprietà intrinseche possono aiutare nell’accelerare il trasporto e la diffusione degli ioni negli elettroliti e nei materiali catodici.
Il problema nel suo utilizzo
Ma nell’utilizzo di questo materiale vi sono dei problemi proprio legati alla mancanza di un elettrolita efficiente e all’assenza di materiali catodici con importanti capacità di stoccaggio.
Alcuni ricercatori, già nel 2021, avevano fornito una prima soluzione realizzando un nuovo elettrolita di calcio privo di fluoro e basato su un cluster di idrogeno, che ha dimostrato di avere ottime prestazioni.
Il prototipo del team giapponese
Il recente team giapponese ha invece testato di recente il funzionamento a lungo termine di una batteria al Ca metallico con un catodo composito di nanoparticelle di solfuro di rame (CuS) e carbonio, e un elettrolita a base di idruro.
In questo modo è stato possibile vedere che, soprattutto grazie alla presenza del rame che ha delle peculiarità elettrochimiche favorevoli, è possibile aumentare le possibilità di immagazzinare notevoli quantità di ioni di calcio.
Il prototipo da loro sperimentato ha infatti evidenziato prestazioni superiori e un rendimento ciclico altamente stabile, mantenendo il 92% della propria capacità per oltre 500 cicli.
Si tratta dunque di batterie molto potenti e che comportano dei costi piuttosto bassi, portando dei benefici che potrebbero rivelarsi un’ottima alternativa ai classici sistemi al litio.
Il progetto CaSino
A evidenziare le proprietà del calcio e quello che potrebbero portare nel campo delle auto elettriche è stato anche un progetto tedesco chiamato CaSino, e condotto da un consorzio di cinque istituti di ricerca, due società industriali e un comitato composto da una serie di realtà industriali.
Si tratta di un’iniziativa che parte dall’Università di Stoccarda sulle potenzialità di questo metallo, che ha un’elevata capacità di accumulo e di tensione in una cella, è molto abbondante in natura ed è anche meno costoso.
