La batteria al litio-zolfo più efficiente al mondo
Immagina di avere accesso a una batteria, che ha il potenziale per alimentare il tuo telefono per cinque giorni consecutivi, o consentire a un veicolo elettrico di guidare per più di 1000 km senza bisogno di “fare rifornimento”.
I ricercatori della Monash University sono sul punto di commercializzare la batteria al litio-zolfo (LiS) più efficiente al mondo, che potrebbe superare di oltre quattro volte i leader del mercato attuale e alimentare l’Australia e altri mercati globali in futuro.
Il dott. Mahdokht Shaibani del Dipartimento di ingegneria meccanica e aerospaziale della Monash University ha guidato un team di ricerca internazionale che ha sviluppato una batteria Li-S ad altissima capacità che ha prestazioni migliori e un minore impatto ambientale rispetto agli attuali prodotti agli ioni di litio.
I ricercatori hanno ottenuto un brevetto depositato (PCT / AU 2019/051239) per il loro processo di fabbricazione e le celle prototipo sono state fabbricate con successo dai partner tedeschi di ricerca e sviluppo Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology. Alcuni dei maggiori produttori mondiali di batterie al litio in Cina e in Europa hanno espresso interesse per l’ampliamento della produzione, con ulteriori test da effettuare in Australia all’inizio del 2020.
Lo studio è stato pubblicato su Science Advances sabato 4 gennaio 2020, la prima ricerca sulle batterie Li-S che verrà pubblicata su questa prestigiosa pubblicazione internazionale.
La professoressa Mainak Majumder ha affermato che questo sviluppo è stato un importante passo avanti per l’industria australiana e potrebbe trasformare il modo in cui telefoni, automobili, computer e reti solari verranno prodotti in futuro.
“La fabbricazione e l’implementazione di successo delle batterie Li-S in auto e reti cattureranno una parte più significativa della catena del valore stimata di $ 213 miliardi di litio australiano e rivoluzioneranno il mercato australiano dei veicoli e forniranno a tutti gli australiani un mercato dell’energia più pulito e affidabile “, Ha detto il professor Majumder.
“Il nostro team di ricerca ha ricevuto finanziamenti per oltre 2,5 milioni di dollari da parte del governo e dei partner internazionali del settore per provare questa tecnologia della batteria in auto e reti dal prossimo anno, di cui siamo molto entusiasti”.
Utilizzando gli stessi materiali nelle normali batterie agli ioni di litio, i ricercatori hanno riconfigurato il design dei catodi di zolfo in modo da poter sopportare carichi di stress più elevati senza un calo della capacità o delle prestazioni complessive.
Ispirato da un’esclusiva architettura a ponte registrata per la prima volta nella lavorazione di polveri detergenti negli anni ’70, il team ha progettato un metodo che creava legami tra particelle per compensare lo stress e offrire un livello di stabilità mai visto finora in nessuna batteria.
Prestazioni allettanti, costi di produzione inferiori, abbondante fornitura di materiale, facilità di elaborazione e ridotto impatto ambientale rendono questo nuovo design della batteria attraente per le applicazioni del mondo reale, secondo il professor Matthew Hill.
“Questo approccio non solo favorisce metriche ad alte prestazioni e lunga durata, ma è anche semplice ed estremamente economico da produrre, utilizzando processi a base acquosa, e può portare a riduzioni significative dei rifiuti pericolosi per l’ambiente”, ha affermato il professor Hill.
Il gruppo di ricerca comprende: Dr Mahdokht Shaibani, Dr Meysam Sharifzadeh Mirshekarloo, Dr Dilusha Cooray e Professor Mainak Majumder (Monash University); Dott. Ruhani Singh, Dott. Christopher Easton, Dott. Anthony Hollenkamp (CSIRO) e Professore associato Matthew Hill (CSIRO e Monash University); Nicolas Eshraghi (Università di Liegi); Dr Thomas Abendroth, Dr Susanne Dorfler, Dr Holger Althues e Professor Stefan Kaskel (Istituto Fraunhofer per la tecnologia dei materiali e del fascio)
