Dai cereali una nuova soluzione per batterie ad alte prestazioni

Roma – Grazie alle proteine del mais è ora possibile realizzare batterie al litio-zolfo ad altissime prestazioni. È quanto emerge da uno studio guidato dalla Washington State University (WSU) e pubblicato sul Journal of Power Sources. “Questo lavoro ha dimostrato un approccio semplice ed efficiente per preparare un separatore funzionale in grado di migliorare le prestazioni della batteria”, ha affermato Katie Zhong, professoressa presso la Facoltà di Ingegneria Meccanica e dei Materiali e autrice corrispondente dell’articolo. “I risultati sono eccellenti”. Le batterie al litio-zolfo sono considerate una possibile alternativa alle batterie agli ioni di litio per numerose applicazioni. In teoria, contengono molta più energia, quindi il loro utilizzo in auto o aerei richiederebbe batterie molto più piccole e leggere rispetto alle batterie attuali. Inoltre, le batterie al litio-zolfo utilizzano lo zolfo per il catodo, che è abbondantemente disponibile, economico e non tossico, il che le rende più ecologiche rispetto alle batterie attuali. Tuttavia, le batterie al litio-zolfo presentano due problemi principali. Il cosiddetto effetto navetta: la porzione di zolfo della batteria tende a infiltrarsi nella parte liquida e a migrare verso il lato al litio, causandone il rapido arresto. Inoltre, il lato al litio della batteria sviluppa spesso delle punte di litio metallico, chiamate dendriti, che possono causare un cortocircuito. Nel loro nuovo lavoro, i ricercatori hanno utilizzato le proteine del mais come copertura per un separatore al centro della batteria per prevenire entrambi i problemi. I mattoni delle proteine sono gli amminoacidi, che hanno reagito con i materiali della batteria per migliorare il movimento degli ioni di litio e inibire l’effetto navetta. Poiché le proteine si ripiegano naturalmente su se stesse, i ricercatori hanno aggiunto una piccola quantità di plastica flessibile per appiattirla e migliorarne le prestazioni. I ricercatori hanno condotto studi numerici ed esperimenti per dimostrare il successo della batteria. Stanno conducendo ulteriori studi su come funziona il processo, quali interazioni amminoacidiche potrebbero esserne responsabili e come ottimizzare la struttura proteica. “Una proteina è una struttura molto complessa”, ha detto Zhong. “Dobbiamo condurre ulteriori studi di simulazione per identificare quali amminoacidi nella struttura proteica siano più adatti a risolvere l’effetto navetta e i problemi dei dendriti”. I ricercatori vorrebbero ora collaborare con partner industriali per studiare batterie sperimentali più grandi e ampliare il processo.(30Science.com)