Le batterie sono elementi indispensabili per i dispositivi elettrici, quelli mobili come laptop, smartphone e tablet, che vengono utilizzati senza essere continuamente attaccati alla corrente elettrica. Proprio per questo molti, prima dell’acquisto, cercano un modello dalla batteria capiente e che offre un’elevata autonomia. Proprio in merito a ciò, i ricercatori della Carnegie Mellon University hanno scoperto che i cristalli liquidi possono essere usati come elettroliti con anodi di litio metallico nelle batterie per sopprimere la crescita dei dendriti e migliorare quindi efficacia ed efficienza. I cristalli liquidi rappresentano una nuova classe di materiali che hanno proprietà diverse dai liquidi e dai solidi convenzionali. La soppressione dei dendriti avviene a causa della tendenza delle molecole di cristalli liquidi ad allinearsi in una disposizione ordinata.
Pubblicata negli atti della National Academy of Sciences, il team di ricerca ha proposto vari criteri di progettazione per la selezione dei cristalli liquidi come elettroliti delle batterie che possono consentire il buon funzionamento di quelle al litio metallico.
“Questo set completo di regole di progettazione a livello molecolare aprirà la strada alla realizzazione di questa nuova classe di elettroliti per pratiche batterie al litio metallico”, ha affermato Venkat Viswanathan, professore associato di ingegneria meccanica. “Le batterie con una maggiore densità di energia sono fondamentali per consentire l’elettrificazione di massa dei trasporti. Gli anodi al litio metallico offrono un approccio promettente per migliorare la densità energetica delle batterie, ma la formazione di dendriti affligge la sicurezza e il ciclo di vita degli anodi al litio metallico”, ha affermato Zeeshan Ahmad, autore principale dello studio.
I cristalli liquidi hanno però uno svantaggio: la loro stabilità non è attualmente buona come quella degli elettroliti liquidi attuali. L’obiettivo degli scienziati è quindi migliorare questo aspetto, per renderle a tutte gli effetti una valida alternativa alle attuali batterie presenti nei device tecnologici.
Foto di Michał Jamro da Pixabay
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