Batterie ad alte prestazioni per lo stoccaggio di energia da fonti rinnovabili
Nel loro tentativo di ridurre le emissioni di biossido di carbonio, le società elettriche sono ricorse a fonti di energia rinnovabili come l’energia eolica, l’energia del moto ondoso e solare. Tuttavia, la potenza fornita da queste fonti è intermittente, giacché dipende da variabili esterne. Per rendere funzionale l’energia rinnovabile è necessario lo studio di nuovi metodi di immagazzinamento su larga scala e di rilascio in base alle necessità. Le batterie al litio sono in grado di fornire un’alimentazione continua, come anche un’energia e una distribuzione di elevata qualità. Il progetto SIRBATT (Stable interfaces for rechargeable batteries), finanziato dall’UE, riguarda una collaborazione triennale tra sei università e cinque aziende del settore privato situate in Europa, con l’obiettivo di migliorare radicalmente la comprensione della struttura e delle reazioni che si verificano a livello di interfaccia tra elettrodo della batteria ed elettrolita. Le prestazioni della batteria e la relativa durata sono fortemente influenzate dalle caratteristiche dell’interfase solido-elettrolita (SEI, solid electrolyte interphase) che si forma rapidamente sugli elettrodi. Utilizzando diverse tecniche di modellizzazione e simulazione, i ricercatori hanno ottenuto ulteriori conoscenze in quanto alla formazione e alle proprietà di trasporto dell’interfase SEI relativa a litio metallico e anodi di carbonio grafitico, nonché in merito ai fattori atomici ed elettronici che governano la formazione SEI e i meccanismi di invecchiamento. L’evoluzione dell’interfase SEI nei materiali anodici, nelle fasi di caricamento selezionate, è stata studiata sfruttando la sensibilità superficiale della spettroscopia di assorbimento dei raggi X molli. Un’ampia gamma di nuove tecniche di misurazione ex situ e in situ hanno aiutato I ricercatori a studiare la chimica dei materiali elettroattivi e le loro superfici. Il team del progetto ha anche sintetizzato un’ampia gamma di materiali elettrodi anodi e catodi, testandoli in elettroliti tradizionali e contenenti additivi, in diversi regimi di temperature e ciclaggio. Le formulazioni di elettrodi ecologici tramite trattamento acquoso e l’uso di un legante privo di fluoro rappresentano un ulteriore risultato del progetto. I microsensori recentemente sviluppati saranno utilizzati per monitorare le batterie al litio al fine di mantenere condizioni di funzionamento ottimali e permettere il funzionamento di lunga durata dei dispositivi, scalabile per l’uso su batterie in rete. Il progetto SIRBATT ha studiato le questioni che attualmente limitano la durata delle batterie usate in accumulo stazionario, cercando di fornire una soluzione preventiva per garantire in futuro una maggiore durata delle batterie agli ioni di litio.
Parole chiave
Batterie, energie rinnovabili, accumulo di energia, ioni di litio, SIRBATT, interfase solido-elettrolita
