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Nuove batterie ad acqua ad alta densità. La scoperta

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Una nuova generazione di batterie ad acqua, la cui densità per la prima volta, si avvicina moltissimo a quella delle batterie agli ioni di litio. Lo studio pubblicato sulla rivista specialistica Nature apre la strada a nuovi traguardi.

Lo studio pubblicato su Nature Energy

Un catodo a trasferimento multielettronico che utilizza una soluzione mista di alogeno (ioni ioduro e bromuro). É il sistema su cui si basano le nuove batterie ad acqua portate alla ribalta dalla recente ricerca pubblicata su Nature Energy. Lo studio apre la strada a una nuova generazione di batterie ad alta densità di energia, che per la prima volta si avvicina moltissimo a quelle delle batterie agli ioni di litio, pur mantenendo vantaggi intrinseci in termini di sicurezza.

Superato l’ostacolo della densità energetica

Da tempo riconosciute per la loro sicurezza grazie agli elettroliti a base di acqua, in passato hanno trovato difficoltà nel competere con le tradizionali batterie agli ioni di litio a causa della loro bassa densità energetica. Tradotto in termini pratici, erano in grado di immagazzinare meno energia per unità di volume. La nuova ricerca guidata dal Prof. LI Xianfeng del Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) dell’Accademia cinese delle Scienze (CAS), sembra aver superato anche questo ostacolo. 

Un’alternativa più sicura

Le batterie “acquose” di ultima generazione, con i loro elettroliti non infiammabili a base d’acqua, offrono sicuramente un’alternativa più sicura alle tradizionali batterie agli ioni di litio. In questo contesto il trasferimento multielettronico gioca un ruolo chiave. I ricercatori hanno, infatti, raggiunto una capacità specifica superiore a 840 Ah/L solo per il catodo, mentre la densità di energia ha raggiunto un impressionante 1200 Wh/L sulla base del catolita di nuova concezione. 

Come funzionano

Durante la carica, gli ioni ioduro (I-) vengono ossidati in iodato (IO3-) sull’elettrodo positivo, mentre gli ioni idrogeno generati (H+) viaggiano verso l’elettrodo negativo. La scarica inverte il processo, con IO3– che viene ridotto di nuovo a I-. Tra le tecniche utilizzate dal team di ricerca la microscopia ottica in situ e la spettroscopia Raman per confermare il processo di trasferimento multielettronico.

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