Due studi condotti da ricercatori della McGill University offrono un nuovo contesto nella ricerca per realizzare batterie agli ioni di litio più economiche e più rispettose dell’ambiente utilizzate nei veicoli elettrici.
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I risultati di queste ricerche rivelano il potenziale per produrre batterie utilizzando metalli più sostenibili e meno costosi noti come materiali catodici disordinati di tipo salgemma (DRX).
Nel primo studio, i ricercatori di ingegneria, tra cui l'autore principale Richie Fong, uno studente di dottorato in Ingegneria dei materiali, si sono concentrati sui catodi. Il componente più costoso delle batterie, i catodi, sono tradizionalmente realizzati con metalli non sostenibili come cobalto e nichel.
La ricerca potrebbe portare a una riduzione del 20% dei prezzi delle batterie
- Il ferro potrebbe essere l’alternativa più economica, ma fino ad ora i catodi esistenti a base di ferro non avevano una capacità di stoccaggio sufficiente per alimentare un’auto elettrica a lungo raggio.
- I risultati dello studio hanno messo in discussione questa percezione.
- I ricercatori sono riusciti a progettare catodi XRD a base di ferro modificando il processo di stoccaggio degli elettroni, ottenendo una delle capacità di stoccaggio più elevate mai registrate per i materiali catodici a base di ferro.
- L’innovazione potrebbe ridurre i costi delle batterie agli ioni di litio del 20%.
La ricerca scientifica cerca metodi per ridurre i costi di produzione delle batterie agli ioni di litio (Immagine: Shutterstock)
Nel frattempo, il secondo studio ha svelato il potenziale di un’altra alternativa sostenibile: i sali minerali disordinati a base di manganese (Mn-DRX). Questo materiale offre un elevato contenuto energetico a basso costo, ma la sua applicazione pratica è difficile a causa della bassa conduttività elettrica e dell'instabilità strutturale.
In collaborazione con gli scienziati del Korea Advanced Institute of Science and Technology, gli autori della ricerca hanno scoperto una soluzione innovativa.
Utilizzando nanotubi di carbonio a parete multipla e un legante adesivo come additivi per gli elettrodi, hanno raggiunto la più alta densità di energia a livello pratico mai registrata per i catodi Mn-DRX.
“I nostri risultati sono estremamente promettenti per il futuro dello sviluppo delle batterie agli ioni di litio, poiché offrono un percorso verso soluzioni di stoccaggio dell’energia più convenienti e sostenibili”, spiega il Prof. Jinhyuk Lee, uno degli autori dell'articolo, aggiunge che un partner industriale collabora con i ricercatori per portare queste innovazioni sul mercato.
La sfida per i ricercatori è rendere le batterie delle auto elettriche più sostenibili – Immagine: IM Imagery/Shutterstock