Un nou concepte podria fer possibles bateries més respectuoses amb el medi ambient

Un nou concepte per a una bateria d'alumini té el doble de densitat d'energia que les versions anteriors, està fet de materials abundants i podria comportar una reducció dels costos de producció i un impacte ambiental. La idea té potencial per a aplicacions a gran escala, inclòs l'emmagatzematge d'energia solar i eòlica. Investigadors de la Universitat Tecnològica de Chalmers, Suècia, i l'Institut Nacional de Química, Eslovènia, estan darrere de la idea.

L'ús de la tecnologia de bateries d'alumini podria oferir diversos avantatges, com ara una alta densitat d'energia teòrica, i el fet que ja existeix una indústria consolidada per a la seva fabricació i reciclatge. En comparació amb les bateries d'ió de liti actuals', els investigadors' El nou concepte podria comportar uns costos de producció molt més baixos.

& quot;Els costos materials i els impactes ambientals que ens plantegem a partir del nostre nou concepte són molt més baixos que els que veiem avui, fent-los factibles per a un ús a gran escala, com ara parcs de cèl·lules solars o emmagatzematge d'energia eòlica, per exemple." diu Patrik Johansson, professor del Departament de Física de Chalmers.

& quot;A més, el nostre nou concepte de bateries té el doble de densitat d'energia en comparació amb les bateries d'alumini que són'estat de l'art' avui."

Dissenys anteriors per a bateries d'alumini han utilitzat l'alumini com a ànode (l'elèctrode negatiu) i el grafit com a càtode (l'elèctrode positiu). Però el grafit proporciona un contingut energètic massa baix per crear cèl·lules de bateria amb un rendiment suficient per ser útil.

Però en el nou concepte, presentat per Patrik Johansson i Chalmers, juntament amb un grup de recerca a Ljubljana dirigit per Robert Dominko, el grafit ha estat substituït per un càtode orgànic i nanoestructurat, fet de la molècula antraquinona basada en carboni.

El càtode d'antraquinona ha estat desenvolupat àmpliament per Jan Bitenc, anteriorment investigador convidat a Chalmers del grup de l'Institut Nacional de Química d'Eslovènia.

L'avantatge d'aquesta molècula orgànica en el material del càtode és que permet l'emmagatzematge de portadors de càrrega positiva de l'electròlit, la solució en què els ions es mouen entre els elèctrodes, que fan possible una major densitat d'energia a la bateria.

& quot;Com que el nou material del càtode permet utilitzar un portador de càrrega més adequat, les bateries poden fer un millor ús del potencial de l'alumini'. Ara, continuem el treball buscant un electròlit encara millor. La versió actual conté clor; ens volem desfer," diu l'investigador de Chalmers Niklas Lindahl, que estudia els mecanismes interns que regeixen l'emmagatzematge d'energia.

Fins ara, no hi ha bateries d'alumini disponibles comercialment, i fins i tot en el món de la investigació són relativament noves. La pregunta és si les bateries d'alumini podrien substituir les bateries d'ions de liti.

& quot;Per descomptat, esperem que puguin. Però, sobretot, poden ser complementàries, assegurant que les bateries d'ions de liti només s'utilitzen quan sigui estrictament necessari. Fins ara, les bateries d'alumini només tenen la meitat de densitat energètica que les bateries d'ions de liti, però el nostre objectiu a llarg termini és aconseguir la mateixa densitat d'energia. Queda feina per fer amb l'electròlit i amb el desenvolupament de millors mecanismes de càrrega, però l'alumini és en principi un portador de càrrega significativament millor que el liti, ja que és multivalent, el que significa que cada ió'compensa' per a diversos electrons. A més, les bateries tenen el potencial de ser significativament menys perjudicials per al medi ambient," diu Patrik Johansson.