Seawater battery: le nuove batterie ad acqua di mare

La ricerca di materiali largamente disponibili rappresenta una grande priorità per l’innovazione nell’ambito delle batterie. Ad oggi le batterie agli ioni di litio si sono affermate per le loro straordinarie proprietà. Ma il loro utilizzo, sempre più diffuso, si scontra sempre di più con problematiche di approvvigionamento delle materie prime. Tra le diverse alternative studiate in ambito scientifico per superare tale ostacolo, sono apparse negli ultimi anni anche le batterie ad acqua di mare. Si tratta di una tecnologia legata alle ricaricabili al sodio, dispositivi di stoccaggio che utilizzano ioni sodio come portatori di carica. Più specificamente seawater battery in cui il catodo è composto letteralmente da acqua marina.

Come si può immaginare, si tratta di una soluzione economica, rispettosa dell’ambiente e naturalmente ignifuga. Per arrivare sul mercato queste batterie dovranno prima superare il grande ostacolo tecnico della difficoltà di sviluppare materiali anodici ad alte prestazioni. 

I tradizionali materiali a base di carbonio sono un’opzione interessante ed economica, ma necessitano di essere “drogati” con più elementi (co-doping) per incrementarne le prestazioni. Purtroppo al momento le vie di sintesi ad oggi conosciute per il co-doping sono complesse, potenzialmente pericolose e non hanno ancora prestazioni adeguate.

Una soluzione in questa direzione sembra giungere da un nuovo studio prodotto dalla Korea Maritime and Ocean University. Qui un team di ricerca ha messo a punto un nuovo percorso di sintesi. Ovvero un processo che permette di ottenere carbonio co-drogato con azoto e zolfo per gli anodi delle batterie ad acqua di mare.

I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Carbon. “Facile in situ synthesis of dual-heteroatom-doped high-rate capability carbon anode for rechargeable seawater-batteries”

La nuova tecnica messa a punto, denominata “plasma in liquido”, prevede la preparazione di una soluzione contenente carbonio, azoto e zolfo. E la generazione all’interno della stessa di un plasma, cioè un gas ionizzato. Può essere così ottenuto un materiale con alti livelli di drogaggio di azoto e zolfo con una struttura portante di nerofumo, particolarmente adatto per le batterie marine. Secondo i ricercatori “Il materiale anodico co-drogato che abbiamo preparato ha mostrato notevoli prestazioni elettrochimiche nella batteria ad acqua di mare. Con una vita di oltre 1500 cicli a una densità di corrente di 10 A/g.” 

La Redazione di Ecquologia