Un gruppo di ricerca dell’Università dell’Oregon (dell’OSU) ha scoperto che la diffusione all’interno delle batterie potrebbe non essere necessaria per trasportare le cariche ioniche all’interno di una struttura a stato solido idratata di un elettrodo a batteria. Si tratta di una scoperta che potrebbe rivoluzionare lo stoccaggio stesso di energia per tutte le batterie ad alta potenza, come quelle dei veicoli e in generale delle reti elettriche.
Secondo Xianyong Wu, primo autore dello studio, “Questa scoperta potenzialmente cambierà l’intero paradigma di accumulo di energia elettrochimica ad alta potenza con nuovi principi di progettazione per gli elettrodi”.
I ricercatori si sono rifatti al lavoro di Theodor von Grotthuss, un chimico lituano che nel 1806 pubblicò la sua teoria sul trasporto delle cariche negli elettroliti.
Secondo Xiulei (David) Ji del College of Science dell’OSU, von Grotthuss era già riuscito a fare questa grande scoperta in quanto fu “il primo a capire come funziona l’elettrolita” descrivendo “quello che è ora noto come meccanismo di Grotthuss: il protone è trasferito dalla scissione cooperativa e dalla formazione di legami idrogeno e legami covalenti OH all’interno della rete di legami idrogeno delle molecole d’acqua.”
E ancora, secondo Ji, “Se questo meccanismo è installato negli elettrodi della batteria, il protone non deve schiacciare gli orifizi stretti nelle strutture cristalline. Se progettiamo materiali con lo scopo di facilitare questo tipo di conduzione, questo condotto è così pronto – abbiamo questa autostrada protonica magica costruita come parte del reticolo”.
Fonti e approfondimenti
- Proton transport ‘highway’ may pave way to better high-power batteries | Oregon State University (IA)
- Diffusion-free Grotthuss topochemistry for high-rate and long-life proton batteries | Nature Energy (DOI: 10.1038/s41560-018-0309-7) (IA)
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