Batterie al calcio ricaricabili: scopri le nuove prospettive

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Redazione
6 Luglio 2023
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Le batterie al calcio stanno emergendo come alternative interessanti alle tradizionali batterie agli ioni di litio, grazie alla loro elevata densità energetica, convenienza economica e abbondanza di materiali naturali. Questa tecnologia di accumulo elettrochimico rappresenta un campo di ricerca affascinante, con l’obiettivo di portare tali dispositivi dal laboratorio al mercato. Tuttavia, ci sono ancora sfide importanti da affrontare, come la ricerca di un elettrolita efficiente e un materiale catodico adatto a favorire la reazione di accumulo reversibile del Ca2+.

Nel 2021, un importante progresso è stato compiuto nel campo delle batterie al calcio da un team di ricercatori dell’Università del Tohoku in Giappone. Hanno sviluppato un nuovo elettrolita che presenta un’ampia finestra di potenziale elettrochimico e alta conducibilità. Tuttavia, rimane ancora un problema legato alla stabilità operativa a lungo termine.

Per superare questa sfida, il team di ricerca ha continuato a lavorare e ha sviluppato un nuovo approccio. “Nella nostra attuale ricerca, abbiamo testato il funzionamento a lungo termine di una batteria al calcio metallico con un catodo composito costituito da nanoparticelle di solfuro di rame (CuS) e carbonio e un elettrolita a base di idruro”. Spiega Kazuaki Kisu, ricercatore dell’Institute for Materials Research (IMR) dell’Università del Tohoku.

Secondo l’università giapponese, il solfuro di rame ha interessanti proprietà elettrochimiche e la sua struttura a strati consente di immagazzinare diversi tipi di cationi, tra cui litio, sodio e magnesio. Inoltre, presenta una capacità teorica di 560 mAh/g, che è 2,3 volte superiore a quella dei materiali catodici attualmente utilizzati nelle batterie agli ioni di litio.

Attraverso l’uso di tecniche avanzate, il team di ricerca guidato da Kisu ha sviluppato un catodo in grado di immagazzinare elevate quantità di ioni di calcio. Quando combinato con l’elettrolita a base di idruro, questo catodo permette di realizzare batterie al calcio con prestazioni cicliche estremamente stabili. In particolare, il prototipo ha mantenuto il 92% della sua capacità iniziale per 500 cicli.

I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Advanced Science, aprendo interessanti prospettive per lo sviluppo delle batterie al calcio e il loro potenziale impatto nel settore energetico.