Nuova tecnologia per grafene rivoluziona la produzione di batterie

Rona. – Una tecnica pionieristica per la produzione di collettori di corrente in grafene su larga scala promette di migliorare significativamente la sicurezza e le prestazioni delle batterie agli ioni di litio (LIB), risolvendo una sfida critica nella tecnologia di accumulo di energia. E’ quanto emerge da uno studio guidato dalla Swansea University, in collaborazione con la Wuhan University of Technology e la Shenzhen University e pubblicato su Nature Chemical Engineering. Lo studio descrive in dettaglio il primo protocollo di successo per la fabbricazione di fogli di grafene privi di difetti su scala commerciale. Questi fogli offrono una straordinaria conduttività termica, fino a 1.400,8 W m–1 K–1, quasi dieci volte superiore ai tradizionali collettori di corrente in rame e alluminio utilizzati nelle lampade ad incandescenza. “Si tratta di un significativo passo avanti per la tecnologia delle batterie”, ha affermato il dott. Rui Tan, coautore principale della Swansea University. “Il nostro metodo consente la produzione di collettori di corrente in grafene su una scala e una qualità che possono essere facilmente integrate nella produzione di batterie commerciali. Ciò non solo migliora la sicurezza delle batterie gestendo in modo efficiente il calore, ma aumenta anche la densità energetica e la longevità”. Una delle preoccupazioni più urgenti nello sviluppo di LIB ad alta energia, in particolare quelle utilizzate nei veicoli elettrici, è la fuga termica, uno scenario pericoloso in cui il calore eccessivo porta al guasto della batteria, spesso causando incendi o esplosioni. Questi collettori di corrente al grafene sono progettati per mitigare questo rischio dissipando efficacemente il calore e prevenendo le reazioni esotermiche che portano alla fuga termica. “La nostra struttura densa e allineata in grafene fornisce una barriera robusta contro la formazione di gas infiammabili e impedisce all’ossigeno di permeare le celle della batteria, il che è fondamentale per evitare guasti catastrofici”, ha spiegato il dott. Jinlong Yang, coautore principale dell’Università di Shenzhen. Il processo di recente sviluppo non è solo un successo di laboratorio, ma una soluzione scalabile, in grado di produrre fogli di grafene di lunghezze che vanno da metri a chilometri. In una significativa dimostrazione del suo potenziale, i ricercatori hanno prodotto un foglio di grafene lungo 200 metri con uno spessore di 17 micrometri. Questo foglio ha mantenuto un’elevata conduttività elettrica anche dopo essere stato piegato oltre 100.000 volte, rendendolo ideale per l’uso in elettronica flessibile e altre applicazioni avanzate. Questo nuovo approccio consente inoltre la produzione di fogli di grafene con spessori personalizzabili, il che potrebbe portare a batterie ancora più efficienti e sicure. (30Science.com)