Spiegazione: come la ricerca IIT può migliorare le prestazioni della batteria agli ioni di litio

I ricercatori dell'IIT Guwahati hanno sviluppato una tecnica in grado di stimare con precisione uno dei più importanti stati interni della batteria noto come SOC, abbreviazione di stato di carica.

I ricercatori hanno cercato di trovare alternative o modi per migliorare le batterie agli ioni di litio. (Immagine rappresentativa)

I ricercatori dell'IIT Guwahati hanno sviluppato una tecnica per migliorare le prestazioni delle batterie ricaricabili agli ioni di litio, che alimentano la maggior parte dei dispositivi portatili utilizzati oggi. I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista IEEE Xplore il mese scorso.

Newsletter| Fai clic per ricevere le spiegazioni migliori della giornata nella tua casella di posta

patrimonio netto di kendall jenner nel 2012

Cosa sono le batterie agli ioni di litio?

Il Premio Nobel per la Chimica 2019 è stato assegnato congiuntamente a Stanley Whittingham, John Goodenough e Akira Yoshino per lavoro che ha portato allo sviluppo delle batterie agli ioni di litio , che vengono utilizzati nella maggior parte dei telefoni cellulari, smartphone, tablet, laptop e power bank, tra gli altri dispositivi. La prima batteria agli ioni di litio commercialmente valida è stata creata da Yoshino nel 1985 che si è sviluppata sul lavoro di Whittingham e Goodenough. La Royal Swedish Academy of Sciences osserva che le fondamenta della batteria agli ioni di litio sono state poste durante la crisi petrolifera degli anni '70, periodo in cui Whittingham ha iniziato a lavorare allo sviluppo di metodi che potrebbero portare a tecnologie energetiche prive di combustibili fossili.

Oggi, la maggior parte dei veicoli elettrici (EV) utilizza anche batterie agli ioni di litio, ma stanno lentamente raggiungendo i limiti teorici di essere in grado di fornire all'incirca fino a 300 wattora per chilogrammo di energia. Queste batterie possono essere utilizzate anche per immagazzinare energia solare ed eolica, il che significa che con il loro uso diffuso potrebbe persino essere possibile vivere in una società senza carburante.

Anche così, alcuni degli svantaggi delle batterie agli ioni di litio includono la loro suscettibilità al surriscaldamento e la loro predisposizione a danni ad alte tensioni poiché sono realizzate con materiali infiammabili e combustibili. Tali batterie iniziano anche a perdere la loro capacità nel tempo: ad esempio, una batteria per laptop in uso da alcuni anni non funziona come una nuova.

quanto guadagna linus roache

Quindi, cosa hanno sviluppato ora i ricercatori?

I ricercatori dell'IIT Guwahati hanno sviluppato una tecnica in grado di stimare con precisione uno dei più importanti stati interni della batteria noto come SOC, abbreviazione di stato di carica. Il SOC riflette la capacità residua della batteria, ovvero quanta più carica può essere prelevata dalla batteria prima che si scarichi completamente. La conoscenza della capacità residua aiuta a ottimizzare l'utilizzo della capacità della batteria, previene il sovraccarico e la sottocarica della batteria, ne aumenta la durata, riduce i costi e garantisce la sicurezza della batteria e dell'ambiente circostante, ha affermato un comunicato stampa emesso da IIT Guwahati.

Per migliorare la durata di una batteria e ottimizzarne la capacità, è importante prevedere con precisione i suoi vari stati. Uno di questi stati è il SOC, che finora è stato difficile da stimare. Attraverso il loro lavoro, i ricercatori hanno proposto un approccio che evita la sovrastima e quindi aiuta a prendere misurazioni accurate.

Esistono alternative alle batterie agli ioni di litio?

I ricercatori hanno cercato di trovare alternative o modi per migliorare queste batterie. Nel 2019, il laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins ha sviluppato una batteria agli ioni di litio che non prende fuoco.

All'inizio di gennaio 2020, i ricercatori australiani hanno affermato di aver sviluppato la batteria al litio-zolfo (Li-S) più efficiente al mondo, in grado di alimentare uno smartphone per cinque giorni consecutivi, l'equivalente di un'auto elettrica in grado di percorrere una distanza di oltre 1.000 chilometri.

Sebbene i materiali utilizzati nelle batterie Li-S non siano diversi da quelli delle batterie agli ioni di litio, i ricercatori australiani hanno riconfigurato il design dei catodi di zolfo (un tipo di conduttore elettrico attraverso il quale si muovono gli elettroni) per adattarsi a uno stress maggiore senza un calo di capacità complessiva.

Le batterie Li-S sono generalmente considerate i successori delle batterie agli ioni di litio a causa del loro minor costo di produzione, efficienza energetica e maggiore sicurezza. Il loro costo di produzione è inferiore perché lo zolfo è abbondantemente disponibile.

patrimonio netto di james hetfield

Anche così, ci sono state alcune difficoltà quando si è trattato di commercializzare queste batterie, principalmente a causa del loro breve ciclo di vita e delle scarse capacità di alimentazione istantanea.

Condividi Con I Tuoi Amici: