Lo sviluppo di una mobilità elettrica veramente sostenibile è condizionato da due fattori: la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili non fossili; la produzione di batterie che non dipendano da materiali critici la cui produzione e smaltimento crei problemi sociali e ambientali.
Risolvere il problema della dipendenza da materiali critici come cobalto e nickel che oggi affligge la mobilità elettrica è possibile. Lo dimostra lo studio “Why charging Li–air batteries with current low-voltage mediators is slow and singlet oxygen does not explain degradation” dell’Università di Pisa pubblicato su Nature Chemistry e realizzato da un gruppo di ricerca internazionale, di cui fanno parte Marco Lagnoni e Antonio Bertei, rispettivamente ricercatore e professore associato in Ingegneria Chimica al Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale dell’Ateneo.
Il ciclo di carica/scarica di una batteria litio-aria. © Na9234/CC BY 3.0
La soluzione si chiama “batteria litio-aria”, una tecnologia che garantisce un’alta densità di energia e in futuro potrebbe essere utilizzata nei veicoli elettrici.
«Oggi, però, non ha ancora raggiunto prestazioni adeguate a un suo utilizzo pratico, in particolare per quanto riguarda la fase di carica. Un ostacolo, questo, che adesso, grazie ai risultati ottenuti assieme ai colleghi delle Università di Oxford e Nottingham, potrà essere presto superato» spiegano Marco Lagnoni e Antonio Bertei. Infatti, il gruppo di ricerca, con il fondamentale contribuito dell’Università di Pisa, ha scoperto perché gli attuali catalizzatori utilizzati per la ricarica delle batterie litio-aria non riescono a garantire una velocità di carica elevata.
«Ci abbiamo messo quasi tre anni per finalizzare il lavoro, per non parlare di tutte le attività di ricerca pregresse. Questo risultato dimostra come l’approccio dell’ingegneria chimica sia multidisciplinare, attuale e capace di contribuire alla soluzione delle sfide odierne, come quelle dell’accumulo di energia elettrica» commenta il professor Antonio Bertei.
Adesso, i risultati ottenuti da questo studio permetteranno di indirizzare la ricerca verso la creazione di nuove classi di mediatori redox e l’impiego di materiali diversi da quelli utilizzati finora.
Una sfida difficile, certo, ma anche un’opportunità per esplorare nuove direzioni di ricerca verso una mobilità elettrica sempre più sostenibile.
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