Le batterie agli ioni di litio e gli utenti intrattengono una relazione di amore-odio molto profonda. Abbiamo bisogno di queste batterie per far funzionare i nostri dispositivi mobili e le auto elettriche, ma allo stesso tempo ci lamentiamo di aspetti come la loro tendenza all'instabilità. Fortunatamente, uno degli inventori della batteria agli ioni di litio, il professor John Bannister Goodenough, ha presentato insieme a un gruppo di colleghi una nuova tecnologia a stato solido che potrebbe dare origine a batterie molto più sicure, con tre volte la densità energetica dei progetti attuali.
Il problema delle batterie agli ioni di litio
Se prodotte correttamente, le batterie agli ioni di litio sono relativamente stabili. I problemi iniziano quando le sollecitiamo sempre di più, sfidiamo le tolleranze e cerchiamo di ripristinare la carica a una velocità maggiore. Il progetto di base rimane invariato: anodo, catodo ed elettrolita. In processi di carica e scarica troppo aggressivi, la batteria sviluppa dendriti che si espandono attraverso l'elettrolita, portando a un cortocircuito interno, con la possibilità di incendio (e fino a un'esplosione). Una potenziale soluzione risiede nel concetto di batteria a stato solido, che in sostanza sostituisce l'elettrolita liquido con un'alternativa solida.
La nuova batteria a stato solido
Un team di ingegneri che vede tra i suoi membri John Goodenough, uno dei «padri» delle batterie agli ioni di litio, ha appena presentato una nuova tecnologia a stato solido che potrebbe cambiare drasticamente le prestazioni delle batterie in futuro. La chiave di questo sviluppo è l'uso di un elettrolita di vetro. Ciò si traduce in un costo più basso, una maggiore densità energetica (fino a tre volte quella della controparte Li-Ion) grazie all'uso di un anodo fatto di metallo alcalino, tempi di ricarica accettabili, maggiore sicurezza (poiché non è infiammabile) e la possibilità di operare in ambienti più estremi, con temperature minime di -20 gradi Celsius.
Goodenough, 94 anni, è stato presentato come parte del team, ma la ricerca in sé è stata condotta da María Helena Braga, del Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell'Università del Texas. Braga ha sottolineato il basso costo di questa tecnologia, grazie alla possibilità di utilizzare in larga misura il sodio. La parte migliore è che non sono gli unici a lavorare su qualcosa del genere. Il ricercatore Masahiro Tatsumisago dell'Università di Osaka ha esplorato anche l'uso del vetro come elettrolita, e una collaborazione tra Samsung e il MIT va nella stessa direzione.
