Una nuova generazione di batterie marine

Ecomateriali
Redazione
24 Maggio 2023
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Le batterie marine rappresentano una nuova linea di ricerca nel campo dei sistemi di stoccaggio elettrochimico. Nate come derivato della tecnologia d’accumulo a ioni di sodio, queste batterie offrono un’alternativa sostenibile ed economica alle tradizionali batterie ricaricabili agli ioni di litio. Utilizzando l’acqua marina e gli ioni sodio presenti in essa, queste batterie producono energia in modo efficiente.

Recentemente la Pohang University of Science and Technology in Corea del Sud ha condotto una ricerca innovativa per migliorare le prestazioni di queste batterie. Aprendo la strada a una nuova generazione di batterie ricaricabili.

Le batterie marine sfruttano gli ioni sodio per il trasferimento di carica. E sono composte da una parte anodica, una parte catodica e una membrana selettiva per gli ioni Na. La parte anodica è generalmente costituita da sodio metallico e da un elettrolita organico. Mentre la parte catodica utilizza acqua di mare e un collettore di corrente o un elettrodo realizzato con materiali specifici in base al meccanismo di reazione impiegato. Queste batterie presentano un design particolare e processi elettrochimici che richiedono l’uso di materiali catodici diversi rispetto alle tradizionali batterie a ioni di sodio.

Chemical Engineering Journal – Effects of chelating agent on the nanostructure of nickel hexacyanoferrate and its performance in seawater battery application

La ricerca condotta dalla Pohang University rappresenta un significativo progresso in un campo relativamente nuovo. Sebbene le prime batterie all’acqua salata risalgano a metà del secolo scorso, il primo dispositivo ricaricabile è stato sviluppato solo nel 2014. Da allora, numerosi studi hanno continuato a migliorare le prestazioni di queste batterie, sebbene siano ancora presenti alcune sfide da affrontare. Il team di ricerca della Pohang University ha ottenuto risultati promettenti in questo ambito.

Il team, guidato dal professor Changshin Jo, ha utilizzato il nichel-esacianoferrato (NiHCF) come materiale catodico per la loro batteria all’acqua di mare. Questo composto è facilmente sintetizzabile, economico ed ecologico, ed è in fase di sviluppo nel settore. Tuttavia, la sua produzione presenta ancora alcuni difetti strutturali che devono essere superati.

Per affrontare questo problema, il team ha sintetizzato il NiHCF utilizzando un agente chelante in grado di modificare la forma e la struttura delle particelle in modo significativo. Questo nuovo design ha favorito le prestazioni elettrochimiche delle batterie marine del gruppo. Infatti, queste batterie sono state in grado di eseguire 2.000 cicli di carica e scarica, mantenendo circa il 92,8% della loro capacità iniziale.