Ci sono tipi di batteria che generano e passano elettroni attraverso reazioni chimiche. Le reazioni coinvolgono un conduttore di metallo di litio puro e l’aria ambientale. Tali batterie hanno un grosso svantaggio per i cicli di vita. Durano poco, solo un mese o giù di lì.
I ricercatori con l’aiuto di alcune figure nel mondo accademico, hanno capito come fermare molte reazioni collaterali che si verificano durante la reazione che produce energia, facendo durare le batterie molto più a lungo. Durante i test, le batterie hanno resistito a centinaia di cicli di carica e scarica completi. Dato che possono contenere circa cinque volte più energia rispetto alle celle agli ioni di litio di dimensioni comparabili, questo potrebbe significare batterie per smartphone, tablet e laptop che durano cinque volte più a lungo.
Per essere precisi su come tutto funziona, è necessaria una conoscenza di base delle batterie al litio-aria. Un conduttore di litio puro utilizza l’ossigeno dall’aria attorno ad esso in una reazione che genera elettroni. Poiché la maggior parte del componente reattivo della batteria si muove in entrata e in uscita anziché bloccarsi in modo permanente, le batterie pesano meno. Di conseguenza sono anche meno fragili e possono durare più a lungo rispetto alle batterie agli ioni di litio. Il problema è nelle reazioni collaterali che si verificano quando il litio filtra l’ossigeno dall’aria. L’anidride carbonica e altri gas nell’aria possono rompere il litio.
Ci sono batterie a litio-aria che durano solo poche settimane, ma i ricercatori hanno trovato un rimedio
I ricercatori hanno eseguito alcuni cicli di ricarica in un ambiente pieno di nient’altro che di anidride carbonica pura. Questo ha finito per rivestire il litio all’interno della batteria in una sottile rete di cristalli che fungevano da filtro. In tal modo è stata ridotta la quantità di elementi non-ossigeno che toccano il litio. Accoppiato con un elettrolito fatto da pochi prodotti chimici organici, il nuovo setup ha finito per rallentare l’usura. Ciò si è verificato a tal punto che il 99,97% del contenuto di litio originale non diluito era ancora presente e puro dopo un ciclo, pronto per un’altra reazione.
Le implicazioni qui sono piuttosto ovvie. Non solo tali batterie durano molto più a lungo in carica e nella vita totale rispetto a ciò che è in uso ora, ma il loro design consentirà gadget più sottili e più piccoli. Il design degli interni delle batterie quasi certamente farà diventare le esplosioni un ricordo del passato, dal momento che si verificano a causa di instabilità termica che si verifica quando l’anodo e il catodo di una batteria tradizionale si incontrano a causa di una breccia nel muro fra loro. Vale la pena notare che i test sono stati effettuati in una simulazione aerea piuttosto che in open air. Molte informazioni sono state lasciate fuori, indicando probabilmente che c’è qualche elemento che non viene rivelato. In ogni caso, questa nuova tecnologia è solo una ricerca per ora, non dovrebbe esserci nei dispositivi per almeno alcuni anni.