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Jun 15, 2023

Le idee migliori e più innovative per le nuove batterie

Credito: Roberto Sorin / Unsplash Iscrivendoti, accetti i nostri Termini di utilizzo e Politiche. Puoi annullare l'iscrizione in qualsiasi momento. Ammettiamolo: è difficile immaginare la vita moderna senza batterie. Noi siamo

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Ammettiamolo: è difficile immaginare la vita moderna senza batterie. Dipendiamo dai nostri dispositivi e la maggior parte di essi, inclusi telefoni, computer, orologi, tablet, giocattoli e persino le automobili, necessitano di batterie per funzionare.

Dovendo utilizzare costantemente tante batterie, sappiamo anche che tendono a durare poco. Sembrano esaurirsi quando è meno conveniente e sono spesso costosi da sostituire e difficili da riciclare.

Migliorare la sostenibilità delle tecnologie delle batterie è di fondamentale importanza per il nostro stile di vita. Sapendo questo, abbiamo esaminato alcune delle migliori nuove idee per sviluppare le batterie del futuro.

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Uno dei motivi principali per innovare è stato trovare un modo per superare le batterie agli ioni di litio. Soprattutto quando si tratta di auto elettriche e di dispositivi che utilizzano batterie agli ioni di litio. Queste batterie, contenenti elettroliti liquidi, sono molto comuni.

Ma questo tipo di batteria presenta gravi carenze, come la sua efficienza relativamente bassa e il rischio che gli elettroliti liquidi esplodano e causino incendi.

Alla ricerca di un approccio più sicuro, sostenibile e più stabile, un team internazionale di ricercatori ha recentemente scoperto i meccanismi di una classe di composti chiamati argiroditi, dal nome di un minerale contenente argento, che hanno il potenziale per essere utilizzati come elettroliti allo stato solido batterie e convertitori in energia termoelettrica.

Costruiti da strutture cristalline stabili composte da due elementi tenuti in posizione e un terzo libero di muoversi all'interno della struttura chimica, i composti argiroditi possono includere argento, germanio, zolfo e altri elementi. Il loro vantaggio risiede nel fatto che la struttura è abbastanza flessibile, il che consente una vasta gamma di possibili combinazioni.

Per il recente studio, i ricercatori hanno utilizzato neutroni e raggi X, facendo rimbalzare queste particelle in rapido movimento sugli atomi in un composto fatto di argento, stagno e selenio. Ciò ha permesso agli scienziati di rivelare il comportamento molecolare del composto in tempo reale. I dati sono stati poi analizzati utilizzando l’apprendimento automatico e un modello computazionale che si basava su simulazioni di meccanica quantistica.

I risultati dello studio, pubblicati sulla rivista Nature, potrebbero portare a una serie di nuove possibilità di stoccaggio dell’energia, dalla creazione di pareti di batterie per le famiglie ai veicoli elettrici che si caricano estremamente velocemente.

Come ha sottolineato in un comunicato stampa il coautore dello studio, Olivier Delaire, professore associato di ingegneria meccanica e scienza dei materiali alla Duke University, "Questo studio serve a valutare il nostro approccio di apprendimento automatico che ha consentito enormi progressi nella nostra capacità di simulare questi materiali solo in un paio d'anni", aggiungendo "Credo che questo ci consentirà di simulare rapidamente nuovi composti virtualmente per trovare le migliori ricette che questi composti hanno da offrire."

Un altro approccio promettente per sostituire le batterie agli ioni di litio è stato esplorato dai ricercatori dell’Università australiana RMIT, che hanno utilizzato il nanomateriale MXene nel tentativo di creare batterie riciclabili per telefoni cellulari che avrebbero una durata fino a tre volte più lunga rispetto alla tecnologia odierna.

Le batterie create con questo materiale potrebbero durare fino a nove anni, utilizzando onde sonore ad alta frequenza per eliminare la ruggine che si accumula e influisce sulle prestazioni della batteria.

MXene ha somiglianze con il grafene e offre un'elevata conduttività elettrica. Come ha spiegato in un comunicato stampa Leslie Yeo, professore di ingegneria chimica presso l’Università RMIT e ricercatore senior: “A differenza del grafene, gli MXene sono altamente personalizzabili e aprono un’intera gamma di possibili applicazioni tecnologiche in futuro”.

Un avvertimento relativo all’uso di MXene, tuttavia, è che può facilmente arrugginirsi, ostacolando così la conduttività elettrica e rendendolo inutilizzabile.