La batteria ricaricabile in alluminio ha una durata del ciclo fino a 10,000 volte

Un team di ricercatori, guidato dal preside e professore di ingegneria della Cornell University Lynden Archer, ha annunciato di aver scoperto un nuovo materiale più economico per le celle elettrochimiche che utilizzano alluminio o zinco come anodo . È stato inoltre dimostrato che la nuova tecnologia che incorpora l'alluminio può produrre batterie ricaricabili in grado di fornire fino a 10,000 cicli senza errori, risolvendo il problema della crescita dei dendriti nelle batterie ad alta capacità in lega di alluminio. Clicca qui per trovare un involucro per proteggere il tuo strumento a batteria.

Esiste un grave problema di crescita dei dendriti nelle precedenti batterie in lega di alluminio ad alta capacità, che può portare a cortocircuito della batteria, sbiadimento della capacità e altri problemi.

Zheng Jingxu e i suoi collaboratori, progettando la geometria e la chimica superficiale del substrato e inducendo una deposizione uniforme dell'anodo metallico di alluminio , possono evitare la crescita di dendriti nelle batterie in lega di alluminio in condizioni di cicli ad alta corrente e alta capacità.

Allo stesso tempo, sulla superficie del substrato in fibra di carbonio, l'alluminio metallico formerà un legame "alluminio-ossigeno-carbonio", creando così uno strato di deposizione altamente uniforme, che infine consente all'anodo metallico di avere un elevato grado di reversibilità superiore al 99% e una stabilità ciclica fino a 3600 ore.

Uno dei vantaggi dell'alluminio è che è abbondante nella crosta terrestre, trivalente e leggero, quindi ha una capacità di accumulo di energia maggiore rispetto a molti altri metalli.

Tuttavia, l'alluminio è difficile da integrare negli elettrodi delle batterie . Poiché reagisce chimicamente con il separatore in fibra di vetro, se quest'ultimo viene utilizzato per separare fisicamente l'anodo e il catodo, la cella andrà in cortocircuito e smetterà di funzionare a causa della reazione chimica.

La soluzione dei ricercatori è stata quella di progettare un substrato in fibra di carbonio intrecciata che forma legami chimici più forti con l'alluminio. Quando la batteria viene caricata, l'alluminio si deposita nella struttura di carbonio tramite legami covalenti, ovvero condivisione di coppie di elettroni tra gli atomi di alluminio e di carbonio.

Mentre gli elettrodi nelle batterie ricaricabili convenzionali sono solo bidimensionali, questa tecnologia utilizza una struttura tridimensionale (o non planare) che consente strati di alluminio più profondi e coerenti che possono essere controllati con precisione.

In condizioni pratiche, le batterie con anodo di alluminio possono essere caricate e scaricate in modo reversibile con una capacità superiore di uno o più ordini di grandezza rispetto ad altre batterie ricaricabili all'alluminio.

Il metodo utilizza principalmente forze motrici chimiche per promuovere la deposizione uniforme di alluminio nei vuoti della struttura 3D. Inoltre, questo nuovo elettrodo ha uno spessore maggiore e reagisce molto più velocemente di altri elettrodi.

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