Il fluoro fa durare di più le batterie delle auto elettriche?

Attualmente la tecnologia di riferimento per le batterie dei veicoli elettrici è rappresentata dalle celle agli ioni di litio. Tuttavia, all’orizzonte si profilano prodotti chimici molto più densi di energia e, in questo ambito, un gruppo di ricercatori del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti potrebbe aver fatto un passo avanti nella tecnologia del litio metallico.

Le batterie chimiche alternative, come il litio metallico, sono infatti in grado di garantire una densità energetica fino a due volte superiore rispetto alle batterie agli ioni di litio che oggi alimentano la maggior parte dei veicoli elettrici a più lunga autonomia. Il risultato potrebbe essere quello di pacchi batteria più piccoli e leggeri, e quindi più efficienti nel trasportare i passeggeri più lontano.

Lo svantaggio è che le batterie al litio metallico offrono una densità energetica così elevata solo per un breve periodo di tempo: quando si caricano e si scaricano, dunque, le loro prestazioni peggiorano e la loro densità svanisce dopo meno di cento cicli, rappresentando un evidente problema per gli automobilisti.

Ebbene, in questo contesto un team di ricercatori guidati da Zhengcheng Zhang della divisione di Scienze chimiche e ingegneria dell’Argonne National Laboratory sembra aver individuato un modo promettente per utilizzare il fluoro (lo stesso che si mette nel dentifricio per rafforzare lo smalto), per aiutare le batterie al litio metallico a durare più a lungo.

Le “nuove” batterie con il fluoro dispongono infatti di un elettrodo negativo (anodo) composto di litio anziché di grafite: in esse, gli ioni di litio si muovono tra l’anodo e il catodo attraverso un liquido elettrolitico.

I normali elettroliti sono costituiti da solventi e sali contenenti litio, che però non forma uno strato protettivo sufficiente sull’anodo, portando a un rapido degrado. La soluzione del team di ricerca è stata quella di cambiare il liquido elettrolitico con uno contenente componenti fluorurati con carica negativa (anione) e positiva (catione): uno stratagemma che aiuta a proteggere i meccanismi interni della batteria, facendola durare molto più a lungo.

Secondo i ricercatori, le batterie al litio metallico con l’elettrolita a base di cationi fluorurati potrebbero dare un notevole impulso all’industria dei veicoli elettrici.