Ricerca su una nuova batteria a base di fluoruro

I ricercatori del Karlsruhe Institute of Technology hanno lavorato ad un nuovo concetto da applicare alla realizzazione di batterie ricaricabili: il principio si basa sull'impiego di un "vettore fluoruro", cioè un anione fluoro che viene trasferito tra gli elettrodi, e che permette di migliorare la capacità di stoccaggio rispetto alle attuali batterie, migliorando inoltre la sicurezza operativa e permettendo anche la realizzazione di batterie senza l'impiego di litio.

Le batterie agli ioni di litio sono oggi ampiamente utilizzate in moltissimi campi, ma la loro capacità di stoccaggio dell'energia è relativamente limitata. La maggior parte delle ricerche scientifiche incentrate sulle tecnologie per batterie hanno lo scopo di incrementare la densità di energia che caratterizza le batterie, in maniera tale da poter realizzare soluzioni in grado di conservare un maggior quantitativo di energia a parità di peso rispetto alle attuali soluzioni, o addirittura con peso minore.

I ricercatori del KIT hanno esplorato quindi la possibilità di utilizzare fluoruri metallici per la realizzazione di nuove batterie. Stando alle informazioni disponibili i fluoruri metallici possono essere applicati sia come materiali di conversione nelle batterie agli ioni di litio, sia impiegati per la costruzione di batterie senza litio mediante un elettrolita a base di fluoruro, un anodo metallico e un catodo di fluoruro metallico. In questo caso sarebbe così possibile incrementare la capacità di stoccaggio e migliorare la sicurezza.

Nelle batterie a base di fluoruro è un anione fluoro ad occuparsi del trasporto di carica invece di un catione litio. Al catodo e all'anodo della batteria il fluoruro metallico viene formato o ridotto. "Dal momento che molti elettroni per atomo metallico possono essere trasferiti, questo approccio permette di raggiungere elevate densità di energia che possono essere superiori fino a 10 volte rispetto alle convenzionali batterie agli ioni di litio" ha spiegato il dottor Maximilian Fichtner, tra i responsabili del progetto.

I ricercatori del KIT stanno ora lavorando per sviluppare ulteriormente la composizione dei materiali e l'architettura della batteria per poter migliorare la sua capacità e la stabilità ciclica. Molto importante sarà anche lo sviluppo dell'elettrolita: attualmente i ricercatori hanno usato un elettrolita solido che è in grado di operare solamente ad elevate temperature, mentre per il futuro sarà necessario studiare l'impiego di un elettrolita liquido che possa essere adatto all'impiego a temperatura ambiente.