Le batterie al protone, rispettose dell'ambiente, si aggiungono alla lista delle alternative agli ioni di litio

I ricercatori dell'UNSW Sydney hanno creato con successo una nuova batteria organica al protone. Nel suo nucleo, la batteria si basa su un composto organico di nuova sintesi, noto come tetraamino-benzochinone (TABQ). I ricercatori sono entusiasti perché la batteria rappresenta un'alternativa valida e sostenibile all'attuale standard del litio e offre diversi vantaggi rispetto alla tecnologia precedente.

Un miglioramento fondamentale che le batterie al protone hanno rispetto ai pacchetti agli ioni di litio è che non dipendono dal litio. Il litio è una risorsa limitata e non è ugualmente disponibile in tutto il mondo, il che porta spesso a problemi di approvvigionamento e a preoccupazioni commerciali. Inoltre, il litio è pericoloso quando viene maneggiato male e ha la reputazione di essere difficile da riciclare. Invece, la batteria protonica utilizza il TABQ, una versione molecolarmente modificata del tetracloro-benzochinone o TCBQ. Il TCBQ è già conosciuto e utilizzato come materiale elettrodico, ma non è abbastanza efficiente per svolgere le funzioni di una batteria, ossia immagazzinare energia chimica e convertirla in energia elettrica. Fortunatamente per i ricercatori, il TCBQ è il punto di partenza perfetto per il TABQ, in quanto ha una struttura molto più adatta a trattenere i protoni.

Come le altre batterie, le batterie ai protoni trasformano l'energia chimica in energia elettrica per mezzo di un anodo e di un catodo. Per queste batterie protoniche, l'anodo utilizzato è il TABQ, grazie alla sua capacità di trattenere i protoni, e il catodo è il TCBQ. Tra i due, i ricercatori hanno utilizzato l'acqua per facilitare il trasferimento dei protoni. L'acqua è anche un vantaggio significativo rispetto al litio, perché l'acqua non prende fuoco facilmente, a differenza del sale di litio altamente infiammabile che si trova nelle batterie agli ioni di litio. Inoltre, l'acqua aiuta efficacemente la perdita e il guadagno di elettroni tra i due materiali, nota anche come reazione redox, che in ultima analisi fa funzionare la batteria.

I test iniziali della batteria sono promettenti. I ricercatori hanno testato con successo la batteria per 3.500 cicli di carica, e ha presentato una serie di qualità positive. Ha una capacità elevata ed è densa di energia, grazie alla capacità e all'affinità del TABQ per i protoni. I protoni offrono il vantaggio di muoversi rapidamente, il che significa tempi di ricarica più rapidi e utilizzo di acqua, rendendo la batteria molto più sicura rispetto agli ioni di litio. Anche se attualmente non è economico da sintetizzare, il TABQ garantisce che i produttori possano realizzare questa batteria con materiali organici che sono abbondantemente disponibili. Speriamo che questi risultati entusiasmanti e promettenti accelerino lo sviluppo di questa tecnologia potente ed ecologica.