Progressi verso le batterie agli ioni di potassio
Le tecnologie alternative per le batterie sono fondamentali per la transizione verde
Le batterie agli ioni di potassio potrebbero avere una densità energetica superiore a quella delle batterie agli ioni di sodio. Questo è importante per l'accumulo di energia su larga scala, ad esempio per le energie rinnovabili.
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In una rassegna pubblicata su Science and Technology of Advanced Materials, i ricercatori hanno analizzato le tecnologie delle batterie che saranno fondamentali per una transizione verde sostenibile. Eunho Lim e i colleghi dell'Università coreana di Dongguk discutono i progressi e le sfide recenti e indicano la ricerca necessaria per sviluppare un'alternativa alle batterie agli ioni di litio.
Sebbene le batterie agli ioni di litio siano state preziose nella rivoluzione dell'elettronica, alimentando computer portatili, smartphone, veicoli elettronici e molto altro, il loro uso crescente deve affrontare una sfida critica. Il litio non è una risorsa comune. La crescente domanda lo ha trasformato in una risorsa strategica di alto valore, e si prevede che la transizione ecologica aumenterà ulteriormente la domanda.
Un'alternativa è quella di sviluppare tecnologie per batterie basate su un materiale più comune. Le batterie agli ioni di sodio sono un'opzione e la tecnologia è quasi pronta per la commercializzazione. Ma le batterie agli ioni di potassio sarebbero ancora migliori, in quanto potrebbero avere una maggiore densità energetica, particolarmente importante per l'accumulo di energia su larga scala, come nel caso delle energie rinnovabili.
"Le batterie agli ioni di potassio stanno emergendo come una valida alternativa grazie all'abbondanza e all'economicità del potassio, ma per realizzare il loro potenziale è necessario sviluppare materiali anodici avanzati adattati alle proprietà uniche degli ioni di potassio", spiega Lim.
La rassegna del professor Lim affronta la ricerca necessaria per realizzare il potenziale delle batterie agli ioni di potassio. Il documento esamina sistematicamente i punti di forza e di debolezza dei diversi materiali anodici e i meccanismi elettrochimici su cui ciascuno di essi si baserebbe. Il documento delinea anche le strategie che potrebbero superare le debolezze di ciascun approccio, nonché i compromessi tra prestazioni e stabilità. Un punto importante che emerge è l'interazione tra parametri elettrochimici e strutture fisiche nel determinare la capacità e la longevità delle batterie agli ioni di potassio. Sulla base di questa panoramica, il team evidenzia i percorsi di ricerca futuri per far progredire la tecnologia delle batterie agli ioni di potassio.
Lim ha in programma di costruire su queste basi, con l'obiettivo di progettare nuovi materiali che possano mantenere le promesse delle batterie agli ioni di potassio, aggirando i loro limiti. "La mia ricerca si concentrerà sullo sviluppo di materiali anodici economici, ad alte prestazioni e sicuri per le batterie agli ioni di potassio", spiega Lim. Ha inoltre in programma di utilizzare tecniche di caratterizzazione avanzate per indagare alcuni dei fenomeni fondamentali che avvengono nei materiali delle batterie. "La comprensione di questi meccanismi sarà fondamentale per ottimizzare la progettazione dei materiali e l'architettura degli elettrodi".
"In definitiva, il mio obiettivo è contribuire alla commercializzazione delle batterie agli ioni di potassio sviluppando materiali che possano competere o superare le prestazioni degli attuali anodi delle batterie agli ioni di litio".
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
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