Mobilità elettrica: le batterie litio-aria ridurranno la dipendenza da nichel e cobalto

Un gruppo di ricerca internazionale, di cui fanno parte Marco Lagnoni e Antonio Bertei (rispettivamente ricercatore e professore associato in ingegneria meccanica al Dipartimento di Ingegneria Civile Industriale all’Università di Pisa) ha realizzato uno studio molto interessante pubblicato in questi giorni su Nature Chemistry che riguarda le batterie litio-aria.

Secondo quanto riportato, questo progetto risolve il problema della dipendenza da materiali critici come cobalto e nichel, che oggi affligge la mobilità elettrica.

“Le batterie litio-aria garantiscono un’alta densità di energia e in futuro potrebbero essere utilizzate nei veicoli elettrici rendendoli ancor più sostenibili dal punto di vista ambientale. Oggi, però, non hanno ancora raggiunto prestazioni adeguate ad un loro utilizzo pratico, in particolare per quanto riguarda la fase di carica. Un ostacolo, questo, che adesso, grazie ai risultati ottenuti assieme ai colleghi delle Università di Oxford e Nottingham, potrà essere presto superato”, hanno detto Lagnoni e Bertei.

La velocità massima di ricarica delle batterie litio-aria dipende dal mediatore redox

Il gruppo di ricerca ha scoperto il motivo per cui gli attuali catalizzatori (chiamati mediatori redox e utilizzati per la ricarica delle batterie litio-aria) non riescono a garantire una velocità di ricarica elevata.

In base a quanto spiegato dagli studiosi, la velocità massima di carica dipende dal potenziale elettrico del mediatore redox e ciò ne limita le prestazioni. Inoltre, lo studio ha dimostrato che una forma di ossigeno molto reattiva, che si sviluppa durante la carica, non è responsabile del deterioramento dei materiali come si riteneva precedentemente.

Marco Legnoni e Antonio Bertei hanno sviluppato dei modelli numerici avanzati e unici nel loro genere che hanno consentito di prevedere le prestazioni energetiche degli elettrodi, simulando il processo di carica con mediatori redox. Ciò ha evidenziato che esistono altri fenomeni che possono rallentare ulteriormente la carica, oltre alla cinetica di reazione.

I risultati ottenuti da questo studio permetteranno di indirizzare la ricerca verso la creazione di nuove classi di mediatori redox e l’impiego di materiali diversi da quelli utilizzati fino ad ora.