Le batterie sono croce e delizia delle auto elettriche: componente indispensabile per il funzionamento e la diffusione della mobilità sostenibile, e al tempo stesso sotto i riflettori per l’uso di materie prime rare e con alti costi ambientali, come nickel e cobalto, che servono per la loro produzione. Per questo motivo, proprio sullo sviluppo delle batterie si stanno concentrando ricercatori e innovatori di tutto il mondo. Un esempio è il recente studio pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Nature Chemistry da ricercatori dell’Università di Pisa – coordinato dal ricercatore Marco Lagnoni e dal professor Antonio Bertei -, a proposito delle batterie litio-aria, viste come il possibile futuro sostenibile delle batterie per veicoli elettrici.
Di cosa si tratta? Le batterie litio-aria sono composte da un elettrodo negativo metallico (in litio) e di un elettrodo positivo che utilizza come materiale attivo l’ossigeno contenuto nell’aria.
Tra i vantaggi più importanti di questa batteria è la grande densità energetica che possono garantire; mentre tra gli svantaggi, la velocità di carica estremamente bassa, che le rende inadatte alla mobilità elettrica. I ricercatori italiani hanno scoperto proprio le cause di questa “debolezza” delle batterie litio-aria, vale a dire i catalizzatori (tecnicamente “mediatori redox”) usati per queste batterie, che non riescono a garantire una velocità di carica abbastanza alta; lo studio italiano presenta ora dei modelli numerici avanzati attraverso i quali è possibile prevedere le prestazioni energetiche degli elettrodi simulando il processo di carica con mediatori redox, e lavorando quindi sul miglioramento delle loro prestazioni.
Lo studio permetterà quindi di focalizzare la ricerca sull’evoluzione dei mediatori redox e l’uso di materiali diversi da quelli usati finora. Una sfida importante, che crea nuovi orizzonti per una maggiore sostenibilità della mobilità elettrica.
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8 settembre 2023