La ricerca scientifica sta sperimentando tutta una serie di materiali che possano essere in grado di migliorare l’efficienza di una normale batteria. La nuova frontiera sembra essere quella dell’utilizzo della pirite, detta anche “l’oro degli sciocchi”, un minerale composto da disolfuro di ferro (FeS2). Un materiale molto presente in natura, così economico che viene utilizzato per realizzare le normali batterie usa e getta.

In questo caso però sarebbe presente in una forma un po’ particolare. Un gruppo di scienziati della Vanderbilt University di Nashville nel Tennessee, guidati dal Professore di Ingegneria Meccanica Cary Pint e condotto dalla laureata Anna Douglas, ha utilizzato la pirite di ferro in forma di nanoparticelle in normali batterie agli ioni di litio. Di solito, come ha spiegato il Dott. Pint:

I materiali su scala nanometrica possono migliorare significativamente le batterie, ma c’è un limite.

Quando le particelle diventano molto piccole, in genere significa sotto i 10 nanometri (una larghezza che va dai 40 ai 50 atomi), le nanoparticelle cominciano a reagire chimicamente con gli elettroliti e così è possibile caricare e scaricare la batteria solo un paio di volte. Quindi queste dimensioni sono vietate nelle batterie agli ioni di litio di tipo commerciale.

Grazie all’esperienza della Dott.ssa Douglas in tema di nanoparticelle di sintesi è stato però possibile fare diversi esperimenti utilizzando piccolissime particelle di pirite di diverse dimensioni. I migliori risultati sono stati ottenuti con particelle delle dimensioni di 4,5 nanometri.

Il vantaggio delle dimensioni ridottissime è dovuto al fatto che il ferro, utilizzando particelle più grosse di pirite, sarebbe troppo lento. Con particelle di dimensioni nanometriche invece, riesce ad arrivare in superficie, mentre elementi quali il sodio o litio reagiscono con i solfuri della pirite di ferro. In tal modo aumenta la capacità di stoccaggio di energia da parte del materiale.

Lo studio è appena stato pubblicato sulla rivista scientifica ACS Nano. La sua realizzazione è stata permessa dai finanziamenti della National Science Foundation e proseguirà per cercare di aumentare sempre di più la capacità di stoccaggio e il numero dei cicli di ricarica.

13 novembre 2015
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