Una scoperta rivoluzionaria nel mondo delle batterie

Un team di ricercatori del Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE), parte dell'Accademia Cinese delle Scienze, ha fatto un annuncio che potrebbe cambiare il volto della gestione delle batterie al litio esauste. La loro innovativa scoperta, pubblicata sulla prestigiosa rivista Nature, potrebbe alleggerire il problema delle batterie che non funzionano più come un tempo.

Il potere del calore: come il riscaldamento può ripristinare la capacità

Collaborando con l'Università di Chicago e altri enti, gli scienziati hanno creato nuovi materiali a espansione termica zero (Zero Thermal Expansion, ZTE), in grado di recuperare quasi interamente la tensione originale delle batterie al litio usurate restituendo loro prestazioni straordinarie, simili a quelle di fabbrica.

Un problema cruciale: la perdita di capacità delle batterie

Le batterie agli ioni di litio, che alimentano veicoli elettrici e smartphone in tutto il mondo, subiscono significativi cambiamenti strutturali durante i cicli di carica e scarica, portando a una diminuzione dell'efficienza. Fattori come l'espansione termica non solo danneggiano le celle, ma compromettono anche le loro performance.

Riscoprire il valore: un'alternativa al riciclo complesso

Il riciclo delle batterie Al Litio, sebbene tecnicamente fattibile, è spesso complicato dal punto di vista economico e logistico. Una forma semplice ed efficace di rigenerazione potrebbe dunque rivelarsi una strategia vincente.

L'innovazione del professor Liu Zhaoping

Guidati dal professor Liu Zhaoping, i ricercatori hanno scoperto che riscaldando le batterie a temperature comprese tra i 150 °C e i 250 °C si attiva un fenomeno sorprendente di "espansione termica negativa". Questo processo consente alle strutture interne delle celle di contrarsi, migliorando l'efficienza grazie a una transizione da uno stato disordinato a uno ordinato del reticolo cristallino.

La chiave del successo: l’ossidoriduzione dell'ossigeno

Grazie a reazioni elettrochimiche che coinvolgono l'ossigeno, le batterie ricche di litio possono raggiungere capacità superiori ai 300 mAh/g. Tuttavia, questa reazione può causare instabilità strutturale. Il team ha saputo affrontare questo problema trattando il disordine strutturale come un parametro da regolare, riuscendo a ricostruire il reticolo e a recuperare quasi il 100% della tensione.

Un futuro luminoso per le batterie

L'avvento dei materiali ZTE rappresenta un’opportunità straordinaria: da un lato, si potrà raddoppiare la durata delle batterie grazie a sistemi di ricarica "intelligenti" capaci di invertire l’invecchiamento chimico; dall’altro, si apriranno nuovi orizzonti per dispositivi ad alte prestazioni con funzionalità autori-generanti. Il futuro delle batterie al litio sembra più brillante che mai!