I ricercatori hanno sviluppato un nuovo la tecnologia ciò potrebbe consentire la sostituzione delle batterie al litio con alternative più sostenibili.
Un team dell'Imperial College di Londra ha creato una tecnologia che potrebbe consentire il passaggio da una batteria agli ioni di litio a una batteria agli ioni di sodio. Preparando carbonio dalla lignina, un sottoprodotto di scarto dell'industria della carta, i ricercatori hanno migliorato la densità energetica, la sostenibilità e la sicurezza delle batterie agli ioni di sodio.
Sostituzione delle batterie agli ioni di litio
Le batterie agli ioni di litio sono comunemente utilizzate in molti dispositivi elettrici, ma le risorse globali di litio stanno rapidamente diminuendo e le operazioni minerarie creano una grande impronta di carbonio. Le batterie agli ioni di sodio potrebbero offrire un'alternativa sostenibile che, se ottimizzata, potrebbe essere utilizzata nei veicoli elettrici. Tuttavia, i modelli attuali devono ancora corrispondere alla capacità energetica del litio e comportano alcuni rischi per la sicurezza.
La chiave per migliorare la capacità energetica delle batterie risiede nel materiale e nel design degli anodi, che forniscono la funzione di accumulo di energia. Nonostante la loro altissima capacità teorica, sono state necessarie ulteriori ricerche per sbloccare il potenziale delle batterie realizzate con anodi di sodio metallici e affrontare i rischi posti dalla natura altamente reattiva di questo materiale.
Il Gruppo Titirici nel Dipartimento di Ingegneria Chimica ha raccolto questa sfida e ha sviluppato una soluzione sostituendo i metalli sfusi nelle batterie al sodio con tappetini di carbonio derivati dalla lignina depositati al sodio.
È emozionante vedere nuove opportunità per l'utilizzo della lignina nel settore delle batterie e il suo potenziale per sviluppare nuove tecnologie a base di sodio, che potrebbero rivoluzionare il settore dei veicoli elettrici creando batterie ad alte prestazioni, sicure e più sostenibili.
Reti che girano
In questo studio, le stuoie di lignina sono state prodotte utilizzando un processo noto come "elettrofilatura" in cui le fibre di lignina vengono filate in modo simile a come i ragni tessono le loro tele in natura. Le fibre sono state poi carbonizzate per produrre numerosi difetti nella struttura del materiale. Questi difetti supportano una deposizione uniforme e stabile di sodio metallico, l'elemento responsabile dell'accumulo di energia, con conseguente aumento della capacità energetica.
Combinando il sodio metallico con il carbonio a base di lignina appositamente studiato, i vantaggi della capacità energetica vengono mantenuti e utilizzati mentre vengono ridotti i rischi per la sicurezza associati all'accumulo di dendrite, che causa il cortocircuito delle batterie.
Il processo richiede anche meno calore per carbonizzare la lignina rispetto ad altri metodi, il che riduce ulteriormente l'impronta di carbonio del processo di produzione.
Prossimi passi
Le batterie agli ioni di sodio hanno mostrato enormi promesse nel campo energetico, ma la loro limitata capacità energetica ha finora limitato il loro diffuso assorbimento. Questa nuova tecnologia potrebbe consentire loro di sostituire litio-ione batterie su una scala molto più ampia di quanto sia attualmente possibile ed essere utilizzate in prodotti grandi quanto i veicoli elettrici.
Il team continuerà ora a mettere a punto la tecnologia, sperimentando diversi tipi di cellule e conducendo ulteriori esperimenti.
ELE Times
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