Si è arrivati finalmente ad un punto di svolta per quanto riguarda le batterie del futuro. Seppur negli ultimi anni sono stati fatti dei progressi incredibili per quanto riguarda la loro creazione, uno dei problemi più comuni e non spiegati che le riguardava era la casualità che provocava un cortocircuito nelle batterie e le rendeva quindi inutilizzabili e da sostituire, cosa che in molti dispositivi poteva risultare estremamente costoso o infattibile.
Con l’avanzamento tecnologico, batterie con un’autonomia sempre maggiore e dalla ricarica rapida sono diventate una necessità, specialmente se consideriamo il loro utilizzo per i veicoli elettrici, ed è proprio una ricarica estremamente veloce che aumenta le possibilità che questi cortocircuiti possano accadere. Lo sviluppo delle batterie del futuro dunque veniva bloccato dall’esigenza di risolvere questo problema, al fine di poter garantire una corretta diffusione in tutti i dispositivi elettrici, specialmente veicoli.
Proprio di recente un gruppo di ricerca guidato dall’Università di Stanford in America ha finalmente trovato la causa dei cortocircuiti, e ha quindi studiato una possibile soluzione per poterli ovviare. Ciò che li provoca è il materiale utilizzato per la costruzione delle batterie, vale a dire materiali solidi e non infiammabili come la ceramica, per quanto riguarda ad esempio quelle agli ioni di litio più avanzate, che a causa di microscopiche crepe sviluppatesi nel materiale stesso, venivano costantemente allargate dalle ricariche.
Il difetto dei materiali delle batterie
Grazie alla scoperta pubblicata sulla rivista Nature Energy, i ricercatori dell’Università, guidati da Geoff McConohy, Xin Xu e Teng Cui, sono riusciti a dimostrare, attraverso oltre 60 esperimenti, che materiali come la ceramica (che per quanto concerne le batterie riescono a far passare velocemente le cariche pur mantenendo separati i poli positivo e negativo) sviluppano crepe e contusioni dalle dimensioni impercettibili, meno di 20 nanometri (5.000 volte più piccoli di un foglio di carta). Le dichiarazioni di Xin Xu spiegano approfonditamente la dinamica con un valido esempio.
Il meccanismo è simile alle buche delle strade formatesi a causa dell’azione costante della pioggia e di altre intemperie. Le auto spingono l’acqua nelle microscopiche imperfezioni che troviamo nell’asfalto, provocando crepe sempre più ampie. Seguendo questo esempio, il litio contenuto nelle batterie si comporta come l’acqua, e una leggera pressione è sufficiente per far si che il litio si infili in queste micro-fratture, provocando il cortocircuito delle batterie.
Xin Xu
Ciò era inosservabile di base al momento del loro sviluppo, ma grazie a questa scoperta si è arrivati ad un punto di svolta che permetterà di trovare delle soluzioni efficaci, per le quali i ricercatori sono già al lavoro. Si ci aspetta dunque che vengano rinforzati i materiali durante il loro ciclo di produzione al fine di prevenire la formazione di queste micro-fratture, o quantomeno permetterne la riparazione.
Fonte: Ansa
