Dalla Purdue University anodi per batterie dai materiali di imballaggio

Dalla Purdue University anodi per batterie dai materiali di imballaggio

I trucioli di polistirene o amido possono formare nanostrutture di carbonio che si rivelano molto più efficienti della grafite attualmente utilizzata per gli anodi delle batterie agli ioni di litio

di Andrea Bai pubblicata il , alle 12:31 nel canale Scienza e tecnologia
 

Un gruppo di ingegneri della Purdue University ha trovato un modo per riutilizzare i trucioli da imballaggio trasformandoli in anodi per le batterie agli ioni di litio. Utili per la protezione di oggetti fragili all'interno di scatoloni per spedizione, i trucioli da imballaggio diventano difficili da gestire al termine del loro impiego dal momento che il riciclo non è economicamente vantaggioso e vengono quindi destinati allo stoccaggio in normali discariche dove restano per centinaia di anni.

I ricercatori hanno però individuato un metodo che permette di trasformare i piccoli pezzi di schiuma in nanoparticelle o nanofogli di carbonio in grado di operare meglio rispetto alla grafite che viene usata oggi negli anodi delle batterie agli ioni di litio.

Nella fase di carica di una batteria agli ioni di litio l'anodo si espande per stoccare gli ioni di litio. Gli elettrodi in grafite, però, hanno una limitata capacità di stoccaggio quando si tratta di ioni di litio, arrivando ad un massimo teorico di 370mAh per grammo. Nella pratica, tuttavia, un anodo in grafite ha una capacità ancor inferiore. Nei test di laboratorio i trucioli da imballo hanno superato facilmente questa limitazione, mostrando una capacità di stoccaggio di 420mAh per grammo.

Il professor Vilas Pol ed i suoi colleghi hanno realizzato gli anodi sottoponendo a "cottura" i trucioli da imballaggio a temperature tra i 500°C e i 900°C. A seconda della composizione dei trucioli, amido o polistirene, essi formano nanoparticelle o microfogli. Entrambi i materiali sono porosi e contengono atomi di carbonio disposti secondo un ordine non regolare. La strtuttura porosa e "disordinata" offre così una elevata superficie per trattenere gli ioni di litio rispetto a quanto è accaduto con strutture più regolari testate in precedenza.

I nuovi anodi sembrano essere anche stabili sul lungo periodo. I ricercatori hanno sperimentato 300 cicli di ricarica senza osservare alcuna significativa perdita di capacità. Resta da verificare la capacità di carica per migliaia di cicli, cioè un profilo di impiego abbastanza usuale per le batterie. Il gruppo di ingegneri sta comunque sviluppando un processo di produzione scalabile e il nuovo anodo potrebbe essere pronto per la commercializzazione nel giro di un paio d'anni.

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