Batterie a maggiore densità di energia, più economiche e sicure
Il progetto LISSEN (Lithium sulfur superbattery exploitating nanotechnology), finanziato dall’UE, ha coinvolto 14 aziende, istituti di ricerca e Università. Con l’obiettivo di sviluppare avanzate batterie per veicoli elettrici, il consorzio ha utilizzato modelli geometrici 3D per rappresentare proprietà fondamentali del materiale come le porosità. I ricercatori hanno scoperto che utilizzando soluzioni organiche modificate ed elettroliti liquidi ionici stabili, si potrebbero ridurre significativamente le preoccupazioni ambientali legate alla dissoluzione del catodo contenente zolfo. In particolare, l’elettrolita liquido ionico ha dimostrato stabilità elettrochimica anche dopo l’aggiunta di polisolfuri a catena lunga, al fine di limitare la dissoluzione del catodo. Inoltre, è stato scoperto che la rimozione del litio dall’anodo potrebbe rendere le batterie più sicure. Tuttavia, gli sforzi dei ricercatori del progetto LISSEN erano diretti verso la sostituzione di tutti i componenti della batteria, con metalli aventi prestazioni superiori in termini di densità di energia, affidabilità e sicurezza. La configurazione della batteria di recente sviluppo è costituita da un anodo in silicio-carbonio e un catodo in carbonio-solfuro di litio nanostrutturato. Oltre a un grande aumento nella densità di energia, questi materiali supportano un ciclo di vita relativamente più lungo a un costo inferiore, ottenuto mediante la sostituzione del cobalto con lo zolfo in corrispondenza del catodo. Nel corso di tre anni, il progetto ha assistito a molti progressi su piccola scala, i quali hanno ottimizzato l’elettrolita della batteria e migliorato i materiali relativi ad anodo e catodo. Tuttavia, è necessario svolgere ancora molto lavoro su una scala di grandezza maggiore, per poter produrre il prototipo sviluppato in laboratorio. La batteria litio-zolfo sviluppata dal progetto LISSEN permette un’estesa autonomia con una singola carica, promettendo così di rendere i veicoli elettrici più pratici e competitivi. Si prevede che tale batteria venga utilizzata sia su veicoli completamente elettrici sia su auto ibride plug-in. Una volta pronta per l’uso commerciale, il suo costo sarà inferiore a quello delle convenzionali batterie Li-Ion, poiché il costoso catodo in cobalto è stato sostituito da un materiale a basso costo, ossia lo zolfo.
Parole chiave
Batterie, silicio, LISSEN, litio-zolfo, veicoli elettrici
