Sviluppato un nuovo sistema per ricaricare le auto elettriche in appena 6 minuti

Un team di ricerca della Pohang University Of Science & Technology ha ideato un sistema di ricarica più rapida per le auto elettriche

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Basteranno appena 6 minuti per ricaricare fino al 90% le auto elettriche. Un team di ricerca della Pohang University Of Science & Technology ha ideato un sistema di ricarica più rapida associato a un materiale per batterie di maggiore durata.

Il mercato dei veicoli elettrici sta crescendo in tutto il mondo. A differenza delle auto a combustione interna, i veicoli elettrici sono alimentate da batterie agli ioni di litio. Tuttavia, i tempi di ricarica lenti sono il principale limite da superare. Tante sono le ricerche su questo fronte, l’ultima arriva da un gruppo di scienziati della POSTECH che ha recentemente sviluppato un sistema di ricarica rapida.

I team di ricerca guidati dal Prof. Byoungwoo Kang e dal Dr.Minkyung Kim del Dipartimento di Scienza dei Materiali e Ingegneria hanno dimostrato per la prima volta che lavorando sui materiali degli elettrodi della batteria è possibile produrre un’elevata potenza riducendo significativamente il tempo di carica. I risultati sono stati pubblicati su Energy & Environmental Science, una delle principali riviste internazionali nel campo dei materiali energetici.

Per la ricarica e lo scaricamento rapido delle batterie agli ioni di litio, finora sono stati utilizzati metodi che riducono la dimensione delle particelle dei materiali degli elettrodi. Tuttavia, tale riduzione ha lo svantaggio di diminuire la densità volumica di energia delle batterie.

Per questo, il team di ricerca ha confermato che se si forma una fase intermedia nella transizione di fase durante la carica e lo scaricamento, è possibile generare alta potenza senza perdere un’elevata densità di energia. Inoltre, si può ridurre la dimensione delle particelle cconsentendo lo sviluppo di batterie agli ioni di litio più potenti e di lunga durata.

Infine, gli scienziati hanno cercato di separare un altro limite delle attuali batterie usando una sorta di trucchetto. Alcuni materiali subiscono il processo di creazione e crescita di nuove fasi durante il caricamento e lo scaricamento, col risultato di avere due fasi con volumi diversi all’interno di una singola particella. Ciò crea molti difetti strutturali nell’interfaccia tra le due fasi, difetti che ostacolano il caricamento e lo scaricamento rapidi.

Utilizzando il metodo di sintesi sviluppato dal gruppo di ricerca, si può indurre una fase intermedia che può ridurre drasticamente la variazione di volume tra le due fasi di una particella. Inoltre, è stato confermato che questa fase intermedia “tampone” può aiutare a creare e far crescere una nuova fase all’interno della particella.

Attraverso queste soluzioni, il team ha creato degli elettrodi della batteria agli ioni di litio in grado di caricarsi fino al 90% in 6 minuti e di scaricarsi del 54% in 18 secondi, un segno promettente per lo sviluppo di batterie agli ioni di litio ad alta potenza.

“L’approccio convenzionale è sempre stato un compromesso tra la bassa densità di energia e la velocità di carica e scarica rapida dovuta alla riduzione della dimensione delle particelle”, ha detto il prof. Byoungwoo Kang: “Questa ricerca ha gettato le basi per lo sviluppo di batterie agli ioni di litio in grado di raggiungere velocità di carica e scarica rapide, alta densità di energia e prestazioni prolungate”.

Un passo in avanti e un incentivo per un’ulteriore diffusione delle auto elettriche nel mondo.

Fonti di riferimento: Energy & Environmental Science, Pohang University Of Science & Technology