I ricercatori della Drexel Univerity scoprono quasi per caso l'argilla conduttiva

Un gruppo di ricercatori della Drexel University ha realizzato quasi per caso un nuovo materiale che si comporta come l'argilla e potrebbe essere il futuro di supercondensatori e batterie più economiche e facili da produrre, dalla maggiore autonomia operativa e che si ricaricano più velocemente rispetto alle attuali soluzioni commercialmente disponibili.

MXene, questo il nome del nuovo materiale, è composto da tre strati di titanio e due strati di carbonio ed ha uno spessore di cinque atomi. Il gruppo di ricercatori, coordinato dal professor Michael Barsoum, hanno scoperto l'MXene mentre erano al lavoro su un progetto di ricerca finanziato dal dipartimento dell'energia per impiegare un materiale ceramico stratificato e a base di titanio chiamato MAX Phase come elettrodo per supercondensatori.

Il ricercatore Michael Ghidiu ha infatti deciso di eliminare l'acido fluoridrico nel processo di incisione chimica per la rimozione dell'alluminio dal MAX Phase. L'acido fluoridrico è infatti un materiale tossico e pericoloso da maneggiare: i ricercatori stavano valutando alternative più sicure e meno dannose.

Ghidiu ha quindi usato un sale fluoruro e un acido cloridrico, sostanze non tossiche e più agevoli da maneggiare, per ridurre il MAX Phase ad una pila di particelle nere che ha quindi lavato in acqua. E' a questo punto che il materiale ha assunto l'aspetto dell'argilla, diventando qualcosa di non esistente in precedenza.

"La nostra intenzione iniziale era di sbarazzarci dell'acido fluoridico e abbiamo ottenuto qualcosa che si comporta come l'argilla. All'improvviso abbiamo questo nuovo materiale, che è economico e con cui si può fare qualunque cosa" ha commentato Barsoum.

Utilizzando il nuovo materiale per uno degli elettrodi di un supercondensatore, il team ha potuto registrare una capacità di 900 farad per centimetro cubo, pari a due o tre volte la capacità di stoccaggio dei migliori supercondensatori a carbonio disponibili oggi in commercio.

Il gruppo di ricercatori ha pubblicato i risultati della ricerca su Nature. L'articolo si concentra sull'uso del MXene nei supercondensatori, ma può essere usato anche come elettrodo nelle batterie agli ioni di litio con un potenziale vantaggio nello stoccaggio di carica sui materiali in esse utilizzati.

"Non vogliamo limitarlo ai supercondensatori" ha dichiarato Barsoum, sebbene fino ad ora i risultati legati al comportamento del materiale come elettrodo nelle batterie agli ioni di litio non sono ancora entusiasmanti. I ricercatori stanno comunque lavorando per migliorare questo aspetto e avere conferme sperimentali.