Litio-zolfo: nuova frontiera per le batterie dei veicoli elettrici

litioL’uso commerciale dell’elemento zolfo risale ai secoli passati, ma può essere la chiave per una nuova teorica generazione di batterie ad alta densità di energia e relativamente a basso costo.

I principi di una batteria al litio-zolfo sono noti da decenni, ma soluzioni pratiche alle sfide chimiche inerenti le celle restano da trovare.

Ora, un nuovo studio sulla rivista Nature Communications (via ChargedEVs) descrive un possibile modo per risolvere una di queste sfide.

In una batteria al litio-zolfo, i solfuri di zolfo e litio isola gli elementi reattivi, rendendo più difficile per gli ioni di passare attraverso, cosa che richiede l’aggiunta di additivi conduttivi.

Ciò, a sua volta, abbassa la frazione attiva dello zolfo che può reagire con il litio per produrre energia elettrica.

C’è un secondo problema, lo zolfo si dissolve lentamente nel elettrolita che porta gli ioni da un elemento all’altro, contaminandoli e rallentando il passaggio.

Mentre è noto da tempo che l’ossido di titanio stabilizza lo zolfo, un team di ricercatori dell’Università di Waterloo in Ontario, Canada, e l’azienda chimica BASF hanno trovato che i nanofogli di biossido di manganese lavorno ancora meglio.

“Pochissimi ricercatori studiano o insegnano la chimica dello zolfo”, ha detto la professoressa Linda Nazar, che ha guidato il team di ricerca.

Ha notato l’ironia di dover “guardare così indietro in letteratura” per risolvere un problema così importante per il secolo attuale.

Gli esperti in chimica della batteria sono grado di leggere l’articolo originale, “Highly Efficient Polysulfide Mediator for Lithium–Sulfur Batteries”

Nell’estratto del documento si legge:

La batteria al litio-zolfo sta avendo un intenso interesse per la sua densità teorica di energia, superiore a quella delle batterie agli ioni di litio a costi molto più bassi, ma le applicazioni pratiche sono ancora ostacolate dal decadimento della capacità causata del polisolfuro.

Qui riportiamo una strategia per intrappolare polisolfuri nel catodo che si basa su un processo chimico, mediante la quale delle nanopellicole al biossido di manganese servono per fare reagire il prototipo con polisolfuri di litio inizialmente costituiti per formare i separatori legati alla superficie. La nanopellicola composta da biossido di  zolfo/manganese … presenta una capacità reversibile che è tra le migliori segnalate fino ad oggi. Abbiamo, inoltre, dimostra che questo meccanismo si estende anche all’ossido di grafene e proponiamo può essere impiegato più ampiamente.

Come per ogni potenziale passo avanti in chimica della batteria avanzata, vale la pena ricordare che promettenti risultati di laboratorio non possono tradursi in celle di lavoro che possono essere economicamente prodotte ad alto volume.

E ‘anche importante notare che il tempo tra questi risultati di laboratorio e le incorporazione delle nuove batterie risultanti è di almeno 10 anni, data la necessità per le case automobilistiche per testare e convalidare le celle di produzione iniziali prima di impegnarsi ad usarli in veicoli di serie.

FONTE: electricmotornews