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Nuovo materiale moltiplica per 400 la durata delle batterie al magnesio

Un gruppo di ricercatori dell’Università di Tohoku, in Giappone, ha sviluppato una nuova tecnologia che potrebbe rivoluzionare il futuro delle batterie al magnesio allo stato solido. Grazie a una speciale lega avanzata, gli scienziati sono riusciti ad aumentare la durata operativa di questi sistemi fino a 400 volte rispetto alle soluzioni tradizionali.

Le batterie al magnesio vengono considerate da tempo una possibile alternativa alle classiche batterie al litio grazie ai costi inferiori dei materiali e a un potenziale livello di sicurezza più elevato. Tuttavia, uno dei principali ostacoli allo sviluppo di questa tecnologia riguarda le reazioni chimiche indesiderate che si verificano tra gli elementi interni della batteria, causando degrado precoce e perdita di prestazioni.

La nuova strategia sviluppata in Giappone

Il team guidato dal professor Hao Li, ricercatore del WPI-AIMR dell’Università di Tohoku, ha deciso di affrontare il problema con un approccio completamente diverso. Invece di eliminare totalmente le reazioni interfaciali considerate dannose, gli scienziati hanno cercato di controllarle e sfruttarle a vantaggio della batteria.

La svolta è arrivata grazie alla progettazione di un innovativo anodo in lega magnesio-stagno (Mg-Sn). L’aggiunta dello stagno al magnesio permette infatti di creare il composto stabile Mg₂Sn, capace di regolare le reazioni interne e migliorare il trasporto degli ioni durante il funzionamento della batteria.

Per individuare la composizione ideale, i ricercatori hanno testato diverse combinazioni di leghe, valutando parametri fondamentali come stabilità dell’interfaccia, conduttività ionica e comportamento nei cicli di carica e scarica.

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Durata record e maggiore stabilità

I risultati ottenuti durante i test sono particolarmente promettenti. L’anodo ottimizzato Mg-Sn è riuscito a mantenere un funzionamento stabile per oltre 1.300 ore, mostrando una durata operativa superiore di oltre 400 volte rispetto al magnesio puro.

Le batterie allo stato solido sostituiscono gli elettroliti liquidi infiammabili con materiali solidi, riducendo il rischio di incendi e aumentando potenzialmente la densità energetica. Tuttavia, le interfacce solide interne generano spesso resistenze e problemi meccanici che ne limitano l’efficienza.

Secondo gli autori della ricerca, il futuro delle batterie non dipenderà soltanto dal miglioramento della conduttività ionica, ma anche dalla capacità di controllare le reazioni chimiche tra i materiali interni.

Un possibile passo avanti per l’energia del futuro

Il nuovo approccio suggerisce che fenomeni considerati finora difetti possano trasformarsi in elementi utili per aumentare durata, sicurezza ed efficienza delle batterie di nuova generazione.

Questa tecnologia potrebbe aprire la strada a sistemi di accumulo energetico più affidabili e longevi, non solo per le batterie al magnesio, ma anche per altre future soluzioni destinate ai dispositivi elettronici, ai veicoli elettrici e alle infrastrutture energetiche avanzate.

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