Questo materiale catodico può rivoluzionare il futuro delle batterie
Uno studio condotto da un gruppo di ricercatori della Tokyo University of Science ha trovato un nuovo materiale catodico con una maggiore densità energetica per le batterie al magnesio, una promettente alternativa alle batterie agli ioni di litio.
In un articolo pubblicato sul Journal of Electroanalytical Chemistry, i ricercatori si sono concentrati su come migliorare le prestazioni dei materiali catodici basati sul sistema magnesio-vanadio. Il team ha spiegato di aver lavorato con il sistema Mg1.33V1.67O4, ma di aver sostituito una certa quantità di vanadio – un metallo di transizione duro, grigio-argenteo e malleabile – con un altro metallo di transizione, il manganese.
Di conseguenza, i ricercatori hanno studiato la composizione, la struttura cristallina, la distribuzione degli elettroni e la morfologia delle particelle dei composti utilizzando la diffrazione e l’assorbimento dei raggi X e la microscopia elettronica a trasmissione. Le analisi hanno mostrato che Mg1.33V1.67?xMnxO4 ha una struttura spinello con una composizione notevolmente uniforme.
Hanno anche osservato un’elevata capacità di scarica di questi materiali catodici. “Sembra che la struttura cristallina particolarmente stabile, insieme a una grande quantità di compensazione della carica da parte del vanadio, porti alle superiori proprietà di carica/scarica che abbiamo osservato per l’Mg1.33V1.57Mn0.1O4”, ha dichiarato il ricercatore principale Yasushi Idemoto in un comunicato stampa, spiegando che l’Mg1.33V1.57Mn0.1O4 potrebbe essere un buon materiale catodico candidato per le batterie ricaricabili al magnesio.
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Secondo Idemoto, grazie a ulteriori ricerche e sviluppi, le batterie al magnesio potrebbero superare quelle agli ioni di litio, perché le prime hanno una maggiore densità energetica.
Il magnesio è considerato un candidato promettente per le batterie ricaricabili perché il metallo è più sicuro per le batterie chimiche rispetto al litio ed è più abbondante.
Donna in condizioni critiche per l’incendio di batterie agli ioni di litio
Le batterie agli ioni di litio possono costituire un rischio di incendio. Una donna di 67 anni è in condizioni critiche dopo un intenso incendio avvenuto a Brooklyn il 14 febbraio. Il Dipartimento dei Vigili del Fuoco di New York (FDNY) ha riferito che la donna è rimasta intrappolata all’ultimo piano di un condominio.
Il commissario della FDNY, Laura Kavanagh, ha dichiarato di aver trovato un totale di 50 batterie per biciclette elettriche, note anche come batterie agli ioni di litio, all’interno dell’abitazione dopo l’incendio. Un residente stava presumibilmente gestendo un’attività di riparazione di batterie, che secondo il commissario rappresenta un grave pericolo.
“C’erano anche molte batterie che si stavano caricando in quel momento e nessuno le stava guardando, quindi le avevano caricate durante la notte”, ha detto il capo dei vigili del fuoco Daniel Flynn. CBS News ha scritto che gli esperti consigliano di non tentare mai di riparare le batterie, di non usare mai batterie ricondizionate e di non caricare mai le batterie durante la notte.
Secondo il capo dei vigili del fuoco, le batterie agli ioni di litio si incendiano quando prendono fuoco. L’FDNY ha rilevato che tali batterie hanno causato 220 incendi nel 2022 e ucciso sei persone. L’ultimo è già il 24° causato da queste batterie quest’anno.
“Sembra che il numero raddoppi di anno in anno”, ha detto Flynn.
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Kavanagh ha già scritto al capo della Commissione per la sicurezza dei prodotti di consumo, invitandolo a sequestrare un maggior numero di batterie scadenti nei porti, a vietare i caricabatterie “universali” e a spingere le aziende produttrici di biciclette e scooter a far funzionare i loro dispositivi solo con batterie approvate.
“Il FDNY è in prima linea nella lotta contro gli incendi mortali che coinvolgono le batterie… e siamo grati per ogni strumento a disposizione”, ha scritto.
I recenti incendi hanno rappresentato una seria minaccia per le persone che utilizzano veicoli elettrici, per chi usa dispositivi a batteria in case e appartamenti e per gli stessi vigili del fuoco. In un incidente dello scorso anno, i vigili del fuoco del FDNY hanno dovuto usare delle corde che pendevano dal 20° piano di un edificio per salvare le persone intrappolate dalle fiamme.
All’inizio del mese NBC News ha riferito che la rapida espansione dell’uso delle batterie agli ioni di litio sta ponendo nuove sfide ai vigili del fuoco in tutto il Paese. “Quando le batterie si guastano o si surriscaldano, rilasciano gas infiammabili e tossici che possono innescare un incendio a rapida propagazione, estremamente difficile da estinguere”.
“La fonte dei gas che generano le fiamme è confinata all’interno di una batteria che non permette l’ingresso dell’acqua”, ha dichiarato Ofodike Ezekoye, scienziato antincendio e professore di ingegneria meccanica presso l’Università del Texas ad Austin. “Quando i vigili del fuoco intervengono in questo tipo di incidenti, ci vuole molto più tempo per controllare l’incendio perché è necessaria molta più acqua”.
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