Le fonti di energia rinnovabile, come l’energia eolica e solare, potrebbero contribuire a ridurre l’inquinamento ambientale che purtroppo continua in modo incessante. Ma prima, le società elettriche hanno bisogno di un modo sicuro ed economico per immagazzinare l’energia per un uso successivo. Un gruppo di ricercatori hanno realizzato un prototipo di una batteria a base di zinco priva di anodi che utilizza materiali a basso costo e naturalmente abbondanti.
Le batterie allo zinco per l’energia rinnovabile
Le batterie acquose a base di zinco sono state precedentemente esplorate per l’accumulo di energia visto la loro sicurezza e dell’elevata densità di energia. Tuttavia, le batterie allo zinco ricaricabili sviluppate finora hanno richiesto anodi metallici di zinco spessi, che contengono un grande eccesso di zinco che aumenta i costi. Inoltre, gli anodi tendono a formare dendriti che possono cortocircuitare la batteria.
Yunpei Zhu e colleghi si chiedevano se fosse davvero necessario un anodo di zinco. Traendo ispirazione dalle precedenti esplorazioni di batterie al litio e sodio-metallo “prive di anodi”, i ricercatori hanno deciso di realizzare una batteria in cui un catodo ricco di zinco è l’unica fonte per la zincatura su un collettore di corrente in rame.
Nel loro studio, i ricercatori hanno utilizzato un catodo di biossido di manganese pre-intercalato con ioni di zinco, una soluzione elettrolitica acquosa di trifluorometansolfonato di zinco ed un collettore di corrente a lamina di rame. Durante la carica, il metallo di zinco viene placcato sulla lamina di rame e durante la scarica il metallo viene rimosso, rilasciando elettroni che alimentano la batteria. Per prevenire la formazione di dendriti, i ricercatori hanno rivestito il collettore di corrente in rame con uno strato di nanodischi di carbonio.