Grazie ad anodi in silicio ricavati dalle bottiglie, gli scienziati hanno ottenuto una batteria al litio quattro volte più potente rispetto a quelle comuni.
Cos’hanno in comune la bottiglia di vetro del vino che avete appena finito e un’auto elettrica? Apparentemente nulla, almeno per il momento. Eppure, secondo uno studio dell’Università della California appena pubblicato su Nature, dal riciclo delle batterie in vetro potremo forse avere un nuovo metodo per aumentare l’autonomia delle vetture a emissioni zero, nonché quella di dispositivi elettronici come smartphone e computer. La chiave di tutto è la batteria al litio: grazie infatti a un processo chimico a basso costo, sarebbe possibile realizzare anodi in nano-silicio da utilizzare poi sugli accumulatori agli ioni di litio.
Nonostante la diffusione dei programmi di riciclo, spiega il paper scientifico, ogni anno miliardi di bottiglie di vetro finiscono in discarica. “Abbiamo iniziato con un prodotto di scarto diretto verso la discarica – spiega Changling Li tra gli autori del lavoro – per creare batterie che stoccano più energia, si ricaricano più velocemente, e sono stati più stabili rispetto alle pile a bottone commerciali”.
I ricercatori hanno sfruttato il biossido di silicio delle bottiglie per ottenere nanoparticelle di silicio ad alta purezza. Gli elettrodi in silicio sono in grado di immagazzinare energia fino a 10 volte di più rispetto a quelli convenzionali in grafite. In particolare, il silicio utilizzato per realizzare gli anodi dimostra la più alta capacità gravimetrica e volumetrica, ha una tensione di scarica relativamente bassa ed è il secondo elemento per abbondanza sulla crosta terrestre.
Poiché l’alterazione del volume durante i cicli di carica/scarica delle batterie rende gli anodi in silicio particolarmente instabili, l’alternativa è utilizzare silicio nano-strutturato che permette all’anodo di assorbire lo stress associato alle ripetute ricariche.
Gli scienziati hanno quindi frantumato e macinato le bottiglie di vetro fino a ottenere una polvere bianca, sottoposta a riduzione per trasformare il biossido di silicio in silicio nano-strutturato. Le nanoparticelle sono state rivestite di carbonio, in modo tale da migliorarne la stabilità e le proprietà di immagazzinamento dell’energia.
In questo modo, il gruppo di ricerca ha ottenuto una batteria al litio in grado di immagazzinare quattro volte più energia rispetto agli accumulatori tradizionali. Tutto ciò in maniera efficiente, visto che con una sola bottiglia è possibile creare centinaia di pile a bottone ad alte prestazioni.
Fonte: Nature