Le batterie al Litio-zolfo rendono fino a cinque volte in più rispetto alle colleghe agli ioni di Litio, ma un problema legato ai cicli di ricarica le fa durare molto meno. Se venisse risolto avremmo batterie più capienti, più durevoli, più economiche ed anche più sostenibili. Una ricerca australiana è vicina alla soluzione.
Il problema delle batterie
Qual è il grosso problema che hanno le batterie? Sostanzialmente uno: la loro durata di vita. Nonostante siano dispositivi ricaricabili prima o poi esauriscono la capacità di immagazzinare energia diventando un prodotto di scarto da dover smaltire. Ciò è dovuto soprattutto allo stress causato dai cicli di ricarica, che non sono infiniti e che inesorabilmente “consumano” di volta in volta la batteria.
Attenzione a ritenere e-car ed e-scooter mezzi totalmente green: sono sì migliori dei cugini termici ma il ciclo di vita dei vari elementi di cui sono composti ha un impatto in termini di inquinamento e sfruttamento delle risorse.
Di sicuro la bicicletta a pedalata assistita è il sistema che più di tutti si avvicina ad un reale zero emission: tuttavia il problema delle batterie è ancora aperto e risolverlo sarebbe un passaggio cruciale per la nostra società.
Litio-Zolfo, un’antica promessa
Le batterie Litio-Zolfo sono un’ invenzione degli anni ‘60 del secolo scorso che non è mai riuscita ad esplodere nonostante presentasse caratteristiche estremamente interessanti. Gli attuali prototipi di queste batterie hanno una densità energetica corrispondente circa a 500 Wh/kg, molto superiore a quelle Li-Ion che arrivano al massimo a 150 wh/kg. Possono cioè accumulare la stessa quantità di energia pesando meno della metà.
In altre parole significa che a parità di peso forniscono energia cinque volte in più rispetto alle ioni di Litio. Una tecnologia promettente ma afflitta dal cosiddetto “effetto shuttle”, un fenomeno che accorcia drasticamente la loro durata di vita.
L’ ”effetto shuttle”
Questo strano fenomeno fa letteralmente scomparire parti del materiale di cui è composta la batteria. Senza entrare troppo nel dettaglio ci basta sapere che quando non si trova in carica, lo zolfo del catodo presente nella batteria produce dei sottoprodotti che si sciolgono letteralmente nell’elettrolita (il conduttore all’interno del dispositivo). Si innesca quindi una perdita costante di energia, di materiale e, conseguentemente, una perdita di carica e di durata della batteria stessa. Ecco perché le ricerche si stanno ormai dal 2017 concentrando in maniera esponenziale su questo settore.
La ricerca e le applicazioni
Un team internazionale di scienziati che lavora alla Melbourne Monash University in Australia, sembra però che stia risolvendo il problema utilizzando il carbonio in associazione agli altri due elementi (litio e zolfo). I ricercatori, capitanati dal dott. Mahdokht Shaibani, hanno pubblicato recentemente il loro studio su Science Advances.
Se tutto dovesse andare come previsto le applicazioni di queste batterie sarebbero quasi rivoluzionarie: uno smartphone potrebbe durare più di cinque giorni mentre un veicolo elettrico potrebbe coprire una distanza di 1000 km con una sola carica. Nel test su oltre 200 cicli, la batteria ha mostrato un’efficienza di carica/scarica di oltre il 99%. Niente male!
Ovviamente anche il settore e-bike sarebbe coinvolto con effetti potenzialmente stravolgenti che potrebbero andare ad influenzare anche le normative. Per non parlare di tutto il mercato di accumulo legato ad esempio all’ energia solare, cui uno dei maggiori ostacoli risiede proprio nella difficoltà di conservare l’energia raccolta. Inoltre queste batterie utilizzano un materiale molto diffuso nel pianeta, lo zolfo, e si producono mediante processi a base acquosa che porterebbero a riduzioni significative dei rifiuti.
Insomma i risvolti di questa ricerca potrebbero davvero fare la differenza in un mondo sempre più asfissiato dall’ inquinamento e che sembra avere trovato nell’ elettrico la sola possibilità di redenzione.
