I ricercatori dell’Argonne National Laboratory del dipartimento americano dell’Energia stanno lavorando da anni ad un nuovo materiale anodico capace di migliorare sia la stabilità delle batterie al litio che la loro velocità di carica. Una delle ultime scoperte dell’Argonne potrebbe realmente dare al settore dell’accumulo una forte spinta in avanti: congiuntamente ad un gruppo di scienziati internazionali provenienti dall’Università Tsinghua di Pechino e dal Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Boston, il chimico Jun Lu ha trovato un nuovo composto in grado di sostituire validamente la tradizionale grafite utilizzata negli elettrodi delle batterie al litio.
La ricerca si è svolta in particolare sul titanato di litio ed il biossido di titanio, materiali apprezzati per la loro capacità di migliorare notevolmente le prestazioni nei cicli di carica. Questi elettrodi hanno però evidenziato delle criticità, ossia che il processo di sintesi necessita di acqua producendo intermedi di reazione che a loro volta contengono acqua (idrati di litio titanato), che potrebbe reagire con l’elettrolita degradando così le prestazioni delle batterie ed obbligando chi utilizza il titanato di litio a riscaldare l’anodo a temperature molto elevate (superiori a 500°C) per eliminarla completamente. L’escamotage, tuttavia, non è privo di problemi e il rischio più grande è che tutta la struttura si aggreghi perdendo il design su scala nanometrica. È proprio a questo punto che si vede l’importante lavoro svolto dal gruppo di scienziati: il team ha scoperto infatti che, riscaldando il materiale dell’anodo ad una temperatura molto più bassa (inferiore a 260°C) rispetto a quella prevista (superiore a 500°C), si poteva rimuovere l’acqua vicina alla superficie conservandola però nella maggior parte del materiale, in pratica senza andare incontro alla formazione di prodotti indesiderati nella struttura.
Quando i ricercatori hanno testato il materiale in laboratorio, la stabilità ciclica è nettamente migliorata, sostenendo oltre 10.000 cicli, inoltre hanno verificato come il titanato di litio si carichi molto rapidamente, in meno di due minuti. Come ha fatto notare il gruppo di ricerca, nella maggior parte dei casi l’acqua è dannosa per le batterie agli ioni di litio non acquose, ma in questa specifica situazione si può dire che rappresenti un vantaggio.