Nuovo materiale catodico al sodio: la Princeton University apre nuove prospettive per le batterie

La Princeton University ha annunciato un importante progresso nel campo delle batterie agli ioni di sodio. Il team guidato dal professor Mircea Dincă ha sviluppato un materiale catodico organico chiamato bis-tetraaminobenzochinone (TAQ), che offre una densità energetica e di potenza superiore rispetto ai catodi tradizionali agli ioni di litio.

Le batterie agli ioni di sodio sono una soluzione alternativa interessante grazie alla disponibilità e al basso costo del sodio rispetto al litio, oltre a una catena di approvvigionamento meno dipendente dal mercato asiatico. La ricerca, sostenuta finanziariamente da Lamborghini, ha dimostrato che l'impiego del nuovo catodo organico può aumentare l'efficienza complessiva delle batterie e renderle più adatte a un impiego commerciale.

Il materiale sviluppato utilizza nanotubi di carbonio come legante allo scopo di migliorare il trasporto degli elettroni e consentire un utilizzo quasi totale del materiale attivo. Questo approccio ha permesso di raggiungere la massima capacità teorica del catodo e di garantire anche migliori prestazioni di ricarica.

"Il legante che abbiamo scelto, i nanotubi di carbonio, facilita la miscelazione dei cristalliti di TAQ con le particelle di nero di carbonio, portando alla formazione di un elettrodo omogeneo" ha dichiarato Tianyang Chen, dottorando del gruppo Dincă e primo autore dell'articolo. "I nanotubi di carbonio avvolgono strettamente i cristalliti di TAQ e li interconnettono. Entrambi questi fattori favoriscono il trasporto degli elettroni all'interno della massa dell'elettrodo e consentono un utilizzo del materiale attivo prossimo al 100%, il che porta a una capacità quasi massima teorica".

"L'impiego dei nanotubi di carbonio migliora considerevolmente le prestazioni della batteria in termini di velocità e permette di immagazzinare la stessa quantità di energia in un tempo di ricarica molto più breve, oppure di accumulare una quantità di energia maggiore nello stesso tempo di ricarica."

Secondo il professor Dincă, la diversificazione delle risorse è essenziale per affrontare la crescente domanda di batterie e il sodio, abbondante in natura, rappresenta un'opzione concreta.

L'articolo scientifico, pubblicato sul Journal of the American Chemical Society (JACS), illustra nel dettaglio il funzionamento del nuovo catodo e ne sottolinea il potenziale competitivo rispetto ai migliori materiali disponibili per le batterie agli ioni di litio. Questo sviluppo potrebbe rappresentare un passo avanti verso una produzione su larga scala di batterie più economiche e sostenibili, adatte a diverse applicazioni, inclusi i veicoli elettrici.