Nei prossimi anni per limitare l’impatto devastante del riscaldamento globale il mondo dovrà affrontare una sfida importante: la decarbonizzazione dell’economia. Per ridurre la dipendenza dai fossili e coprire una fetta sempre maggiore dei consumi energetici globali grazie alle fonti rinnovabili i sistemi di accumulo giocheranno un ruolo determinante.

L’energia prodotta dall’eolico e dal fotovoltaico dovrà infatti essere immagazzinata in modo efficiente per permettere all’elettricità generata in surplus in alcuni momenti della giornata di essere impiegata nei momenti in cui invece si registra un calo produttivo. In questo modo l’energia rinnovabile reggerà alle fluttuazioni della rete, diventando più competitiva e affidabile. Le batterie giocano un ruolo determinante anche nel campo della mobilità sostenibile: auto elettriche con un’autonomia maggiore hanno maggiori probabilità di affermarsi sul mercato.

Per aumentare l’efficienza delle batterie agli ioni di litio i ricercatori dell’ETH di Zurigo hanno sviluppato un nuovo tipo di vetro, capace di incrementare la densità e la capacità dei sistemi di accumulo. Il nuovo materiale, prodotto dal vanadato-borato, è stato utilizzato per produrre gli elettrodi delle batterie agli ioni di litio.

Dalle prime sperimentazioni è emerso che il vetro potrebbe raddoppiare potenzialmente la capacità di stoccaggio delle batterie. Lo speciale materiale, composto da ossido di vanadio (V2O5) e litio-borato (LiBO2), è stato rivestito da uno strato di ossido di grafene ridotto (RGO) per migliorare le proprietà degli elettrodi.

Il vanadio, nella sua forma cristallina, permette solo alcuni cicli di ricarica ed è abbastanza instabile. Per questa ragione i ricercatori hanno preferito utilizzare il vanadio come fosse un vetro, fondendolo con dei composti del borato e creando un nuovo materiale dalla conducibilità elevata, economico e facile da produrre.

Le batterie composte da un elettrodo in vanadato-borato, rivestite di ossido di grafene, raggiungono una densità piuttosto elevata, pari a circa 1000 watt-ora per chilogrammo. Grazie a queste batterie, sul mercato non prima di 10 anni, l’autonomia delle auto elettriche e dei cellulari secondo i ricercatori potrebbe raddoppiare.

14 gennaio 2015
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