Quale tecnologia emergente delle batterie definirà il nostro futuro?

Origini dell'innovazione -Le tecnologie emergenti delle batterie hanno un grande potenziale per avere un impatto su vari settori, dalla transizione energetica e i veicoli elettrici alle applicazioni mediche.

Dalle automobili agli apparecchi medici, la vita contemporanea dipende ampiamente dalle batterie. La capacità di immagazzinare energia in modo efficiente è fondamentale per alimentare dispositivi che vanno dai minuscoli gadget ai grandi SUV. Di conseguenza, vi è uno sforzo continuo per migliorare le prestazioni della batteria. Come si presenta il panorama della tecnologia delle batterie all’avanguardia? Quali scoperte possiamo aspettarci nel prossimo futuro?

I ricercatori dell’Università di Tecnologia di Vienna hanno sviluppato una batteria agli ioni di ossigeno che offre numerosi vantaggi rispetto alle tradizionali batterie agli ioni di litio. Sebbene le batterie agli ioni di ossigeno abbiano densità di energia inferiori, la loro capacità di stoccaggio può essere rigenerata, consentendo potenzialmente una durata di servizio prolungata. Queste batterie sono costruite con materiali incombustibili e non richiedono elementi rari, rendendole una scelta eccellente per grandi sistemi di accumulo di energia che immagazzinano energia elettrica da fonti rinnovabili.

I ricercatori austriaci dell’Università Johannes Kepler hanno creato la prima batteria estensibile e biodegradabile. Questa batteria innovativa è solubile in acqua, si decompone facilmente nel corpo e progettata per l'uso in dispositivi indossabili e impianti medici. Le batterie esistenti spesso contengono metalli tossici e sono difficili da riciclare, ma questa innovazione supera queste limitazioni utilizzando elastomero, magnesio, ossido di molibdeno e un gel biodegradabile nella sua costruzione.

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I ricercatori del Fraunhofer Institute for Laser Technology hanno sviluppato due innovativi processi di produzione basati sul laser che aumentano l’efficienza energetica nella produzione di batterie agli ioni di litio. Il sistema di asciugatura con laser a diodi riduce il consumo energetico del 50% e lo spazio occupato su scala industriale del 60%. Il laser a impulsi ultracorti (USP) ad alta potenza crea anche autostrade agli ioni di litio nell'elettrodo della batteria, aumentando la densità di potenza e la durata di servizio.

Scienziati olandesi di Delft hanno sviluppato un metodo per prolungare la durata delle batterie agli ioni di litio mescolando insieme cinque sali. Questo approccio innovativo stabilizza lo strato di elettroliti rotti, migliorando la durata della batteria e offrendo vantaggi nella mobilità elettrica e nello stoccaggio a breve termine dell’energia solare ed eolica. I ricercatori stanno anche esplorando la potenziale applicazione di questo concetto di elettrolita nelle batterie agli ioni di sodio di prossima generazione, che potrebbero ridurre la dipendenza dal litio.

I ricercatori di POSTECH e dell’Università di Sogang hanno sviluppato un materiale anodico ad alta capacità per le batterie agli ioni di litio, che potrebbe potenzialmente aumentare di dieci volte l’autonomia dei veicoli elettrici. Sostituendo gli anodi di grafite convenzionali con anodi di silicio e polimeri caricati a strati, hanno creato un materiale stabile e affidabile. Questo progresso potrebbe soddisfare la crescente domanda di batterie ad alta capacità nel settore dei veicoli elettrici e contribuire a combattere il cambiamento climatico attraverso l’adozione di veicoli elettrici.