Nuovi materiali per batterie che durano a lungo

Una tecnologia efficiente per l’accumulo di energia continua ad essere l’elemento mancante per le fonti energetiche intermittenti. Tuttavia, nell’ambito di CONFIES (New concepts in ceramic conducting oxides for improved energy storage devices), i ricercatori hanno guardato al di là dei materiali convenzionali per batterie ricaricabili in grado di vantare una maggiore densità energetica.

Poiché consentono un’ampia gamma di stechiometrie e strutture cristalline, i materiali ceramici possiedono delle proprietà elettrochimiche altamente desiderabili per batterie ricaricabili come ad esempio quelle agli ioni di litio o quelle litio-aria. I ricercatori hanno sviluppato nuovi ossidi ceramici usando un nuovo ramo della scienza dei materiali, vale a dire la chimica dolce. Essi hanno preparato differenti famiglie di conduttori al litio, come ad esempio strutture in perovskite, granati e materiali basati su pirocloro.

Mediante misurazioni effettuate con la diffrazione a raggi X, i ricercatori hanno ottimizzato le condizioni di sintesi per ottenere fasi di elevata purezza con la struttura cristallina desiderata. Inoltre, essi hanno usato la spettrometria di emissione ottica al plasma accoppiato induttivamente per studiare la loro composizione chimica. L’analisi della microstruttura del campione è stata ottenuta grazie all’uso di microscopi elettronici a scansione. La forma e i bordi del cristallo sono stati svelati mediante erosione termica. Altri compiti hanno coinvolto misurazioni con spettroscopia di impedenza elettrochimica.

Oltre che per le batterie commerciali, i risultati del progetto hanno importanti implicazioni per i sistemi di elettrolisi ad alta temperatura che possono accumulare energia sotto forma di idrogeno. I risultati di CONFIES sono stati divulgati attraverso 6 articoli, 20 conferenze, e 5 seminari e workshop.