Dopo il buco dell’ozono arrivano quelli dell’ossigeno, ma non c’entra nulla l’atmosfera. La scoperta dei ricercatori di Cambridge e Birmingham
Tappare i buchi dell’ossigeno è la chiave per batterie sempre più performanti. Ricercatori dell’Università di Cambridge e Birmingham hanno dimostrato che è possibile aumentare la densità energetica e la durata di questi dispositivi riducendo le fuoriuscite di atomi di ossigeno.
LA SOLUZIONE PER LE BATTERIE DEL FUTURO: PIÙ NICHEL
È sufficiente aumentare la percentuale di nichel nelle batterie per raggiungere migliori prestazioni e aumentarne il ciclo di vita. Infatti, la maggior parte del deterioramento del catodo del dispositivo sarebbe provocato dalla fuoriuscita di H. Infatti, durante la ricarica l’ossigeno è soggetto a importanti cambiamenti, mentre il nichel rimane stabile. Sono i risultati della ricerca “Oxygen hole formation controls stability in LiNiO2 cathodes”, che ha portato a una scoperta che potrebbe rappresentare un importante passo avanti nella ricerca di questi dispositivi.
In parole povere, durante la fase di ricarica delle batterie i radicali dell’ossigeno si combinano fra loro formando ioni di perossido, che poi diventeranno ossigeno gassoso (singoletto) che fuoriesce dai dispositivi.
“Abbiamo scoperto che la carica degli ioni di nichel rimane intorno a +2, indipendentemente dal fatto che sia nella sua forma carica o scarica”, ha affermato il professor Andrew J Morris, dell’Università di Birmingham, che ha co-condotto la ricerca. “Allo stesso tempo, la carica dell’ossigeno varia da -1,5 a circa -1. Questo insolito fenomeno ci ha molto incuriosito: il modello convenzionale presuppone che l’ossigeno rimanga a -2 durante la carica, ma questi cambiamenti hanno mostrato l’instabilità della struttura dell’ossigeno e ci ha spinto a trovare un metodo per lasciare il catodo ricco di nichel”.
PERCHÉ TAPPARE I BUCHI D’OSSIGENO
La ricerca dimostra che aumentare la percentuale di nichel aiuta la stabilità e la longevità delle batterie agli ioni di litio, “aprendo la strada a sistemi di accumulo di energia più efficienti e affidabili”, spiega la dottoressa Annalena Genreith-Schriever del Dipartimento di Chimica di Yusuf Hamied.
“Potenzialmente, aggiungendo composti che spostano maggiormente le reazioni elettrochimiche dall’ossigeno ai metalli di transizione, specialmente sulla superficie dei materiali della batteria, possiamo prevenire la formazione di ossigeno singoletto”, ha aggiunto la prima firmataria dello studio.