Se l’alluminio entrasse a far parte del club dei metalli per batterie, potremmo assistere ad una rivoluzione del mercato, sia per quanto riguarda il metallo che per quanto riguarda le batterie.
Anche se è ancora prematuro pensare a scenari di mercato sorprendenti, resta il fatto che i ricercatori del Georgia Institute of Technology (Stati Uniti), in collaborazione con Novelis (produttore di laminati di alluminio), hanno sviluppato un foglio di alluminio in grado di aumentare le prestazioni delle celle delle batterie al litio allo stato solido.
Alluminio nelle batterie significa più energia
Il team di scienziati ha utilizzato il foglio di alluminio per una cella di una batteria allo stato solido ottenendo una densità di energia maggiore rispetto alle odierne celle a stato solido. Una conquista importante visto che in tutti i laboratori del mondo si sta cercando di creare batterie con una maggiore densità di energia, che consentano ai veicoli elettrici di percorrere distanze maggiori con una carica.
Inoltre, poter usare alluminio come materiale per le batterie, significa minori costi, maggiore riciclabilità e facilità di lavorazione.
Va considerato che quando l’alluminio viene utilizzato in batterie agli ioni di litio convenzionali, si guasta entro pochi cicli di carica-scarica, a causa dell’espansione e della contrazione, mentre il litio entra ed esce dal materiale. Ma per le celle delle batterie a stato solido il discorso è diverso poiché consentono l’integrazione di nuovi materiali attivi ad alte prestazioni, come traspare anche da questa ricerca.
L’ingrediente magico è un metallo raro
In questo caso, ai fogli di alluminio puro da usare come anodi sono state aggiunte piccole quantità di indio, per creare fogli con particolari microstrutture. I ricercatori hanno testato oltre 100 versioni diverse per capire quale si comportava meglio nella batteria.
Il risultato è stato un nuovo anodo in foglio di alluminio con prestazioni e stabilità notevolmente migliorate quando implementato in batterie a stato solido. L’anodo può infatti immagazzinare più litio rispetto ai materiali anodici convenzionali e quindi più energia. In altre parole, le batterie con questo tipo di anodo hanno una densità di energia maggiore di quella delle normali batterie agli ioni di litio.
Una drastica riduzione dei costi di produzione delle batterie
Ma c’è anche un altro grosso vantaggio. Utilizzando direttamente fogli di alluminio di questo tipo, non servono molte delle fasi di produzione altrimenti necessarie per produrre le batterie, cosa che comporta una drastica riduzione dei costi.
Adesso, il team di ricercatori americani sta lavorando per aumentare le dimensioni delle batterie per capire come le dimensioni possano influenzare il comportamento del foglio di alluminio.
L’intero studio è stato appena pubblicato su Nature Communications.
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