Un team di ricercatori cinesi ha compiuto un significativo passo avanti nel campo delle batterie litio-aria, una tecnologia promettente per il futuro dello stoccaggio energetico e della mobilità elettrica. Grazie all’introduzione del 1,3-dimetil imidazolio ioduro (DMII), gli scienziati sono riusciti a migliorare il trasporto di carica e ridurre il sovrappotenziale, raggiungendo un’efficienza record del 95,8% e una durata di 960 ore. Questo risultato potrebbe aprire la strada a batterie più efficienti, durature ed ecologiche, sia per sistemi di accumulo che per la mobilità elettrica.
Cosa sono le batterie litio-aria?
Le batterie litio-aria (o litio-ossigeno) sono considerate una delle tecnologie più promettenti per il futuro dell’accumulo di energia. A differenza delle tradizionali batterie agli ioni di litio, queste sfruttano l’ossigeno presente nell’aria come reagente, il che le rende potenzialmente più leggere e capaci di immagazzinare una quantità di energia significativamente maggiore. Tuttavia, fino ad oggi, il loro sviluppo è stato limitato da problemi come la bassa efficienza, la scarsa durata e l’elevato sovrappotenziale (la differenza tra la tensione teorica e quella effettiva durante la carica e scarica).
La scoperta: il ruolo del DMII
Il team di ricerca cinese ha identificato nel 1,3-dimetil imidazolio ioduro (DMII) un additivo chiave per superare questi limiti. Il DMII agisce come mediatore redox, migliorando il trasporto di carica all’interno della batteria e riducendo il sovrappotenziale. Questo si traduce in una maggiore efficienza energetica e in una durata prolungata del ciclo di vita della batteria.
I risultati, pubblicati su riviste scientifiche di alto livello come Nature Energy e ACS Energy Letters, mostrano che le batterie litio-aria trattate con DMII hanno raggiunto un’efficienza del 95,8% e una durata di 960 ore, un traguardo senza precedenti per questa tecnologia.
Chi ha partecipato al progetto delle Batterie Litio-Aria
Il progetto è frutto di una collaborazione tra diversi enti di ricerca, università e aziende cinesi, tra cui:
- Istituto di Fisica Chimica di Dalian (DICP) – Un istituto di ricerca affiliato all’Accademia Cinese delle Scienze, noto per i suoi studi avanzati nel campo della chimica e delle scienze dei materiali.
- Università di Pechino – Una delle istituzioni accademiche più prestigiose della Cina, con un forte focus sulla ricerca energetica e sulle tecnologie delle batterie.
- CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Limited) – Il più grande produttore mondiale di batterie agli ioni di litio, che sta investendo pesantemente in tecnologie di prossima generazione, tra cui le batterie litio-aria.
- BYD (Build Your Dreams) – Un’azienda cinese leader nel settore dei veicoli elettrici e delle batterie, che partecipa attivamente alla ricerca e sviluppo di nuove tecnologie energetiche.
- Startup locali nel settore energetico – Diverse startup cinesi, specializzate in materiali avanzati e tecnologie di stoccaggio energetico, hanno contribuito allo sviluppo di componenti chiave per le batterie litio-aria.
Implicazioni per il futuro
Questa scoperta ha implicazioni significative per diversi settori:
- Mobilità elettrica: Batterie più efficienti e durature potrebbero rivoluzionare il mercato dei veicoli elettrici, aumentando l’autonomia e riducendo i tempi di ricarica.
- Stoccaggio di energia rinnovabile: Le batterie litio-aria potrebbero diventare una soluzione ideale per immagazzinare l’energia prodotta da fonti rinnovabili, come il solare e l’eolico, contribuendo a una transizione energetica più sostenibile.
- Riduzione dell’impatto ambientale: Grazie alla loro maggiore densità energetica, queste batterie richiedono meno materiali rispetto alle tradizionali batterie agli ioni di litio, riducendo l’impatto ambientale.
Conclusioni
La scoperta del team cinese segna un punto di svolta nella ricerca sulle batterie litio-aria. Con un’efficienza del 95,8% e una durata di 960 ore, questa tecnologia si avvicina sempre più a diventare una realtà commerciale. Grazie all’uso del DMII, i ricercatori hanno dimostrato che è possibile superare molti dei limiti che hanno finora impedito lo sviluppo delle batterie litio-aria, aprendo nuove opportunità per il futuro dell’energia e della mobilità sostenibile. La collaborazione tra enti di ricerca, università e aziende come CATL e BYD sottolinea l’importanza di un approccio multidisciplinare per raggiungere traguardi così ambiziosi.