Storia (in rate) di batterie à litiu
In u secondu di trè episodi scopriremu cumu a crisa petrolifera di l'anni 70 hà fattu nasce … batterie à u litiu, ancu grazia à un pocu di furtuna. L'analisi approfondita di Luca Longo
In l' ultimu episodiu avemu descrittu ciò chì accade in una batteria normale, o cume l'energia elettrica hè conservata in forma di energia chimica è poi rilasciata di novu in forma di energia à dumanda.
In e batterie à litiu, quandu a batteria hè scaricata, l'elettroni sò purtati da l'elettrodu pusitivu, fattu di ossidu di litiu è di cobalt. Intantu, i ioni di litiu carichi pusitivi accumulati annantu à l'anodu (fattu di carbonu) si staccanu è si movenu in a batteria passendu per a membrana, ghjunghjendu à u catodu è restanu quì in forma di litiu ligatu à l'ossidu di cobalt aspettendu chì carichemu a batteria.
Quandu pudemu infine cunnette a batteria à una presa di corrente, staccemu u litiu da l'ossidu di cobaltu di u catodu è u purtemu attraversu a membrana semipermeabile à l'anodu induve si lega torna cù u carbonu. A stu puntu, tuttu u dispositivu hè prontu per un altru giru, vale à dì, un altru ciclu di carica è di scarica.
Hè Stanley Whittingham, chì Exxon avia assuntu per travaglià nantu à e batterie durante a crisa di l'oliu, chì hà pensatu à aduprà u litiu per via di a facilità cù a quale dà l'elettroni. Infatti, in fatti, ellu stessu ammette ch'ellu hè ghjuntu per casu mentre studiava novi materiali per i supraconduttori à basa di disulfuru di tantalu.
Trà u 1972 è u 1976, Whittingham inventa una batteria induve u polu negativu hè fattu di litiu metallicu. Mentre per u polu pusitivu ellu sceglie u disulfuru di titaniu, un cumpostu chì in a so retaccia cristallina pò accoglie comodamente ioni di litiu cum'è u disulfuru di tantalu ma chì hè assai più leggeru è sopratuttu … assai menu caru.
Truvate quì u schema di a batteria di Whittingham presu (cum'è i seguenti) da u situ web di a Royal Academy of Sciences di Svezia.
A stu mumentu, a storia di e batterie al litiu rallenta per duie ragioni. U primu hè chì a crisa di u petroliu finisce, u prezzu per barile torna à calà è Exxon torna à fighjà principalmente nantu à u petroliu.
A seconda ragione hè più … tecnica. Infatti, durante i cicli di carica, l'atomi di litiu chì tornanu à l'anodu dopu avè felice ritruvatu u so elettrone à u catodu, ùn anu micca ragione per vultà esattamente à u stessu locu ch'elli avianu occupatu prima annantu à l'anodu. Basta chì si stalla nantu à a so superficia esterna.
L'atomi successivi, ancu più pigri, invece di ghjunghje à l'anodu, si stallanu nantu à i primi è dopu quelli chì venenu dopu aderiscenu nantu à quelli precedenti per creà filamenti metallichi chì i ricercatori chjamanu baffi di gatti.
Quandu ste vibrizie, diventendu sempre più longhe, venenu à tuccà u catodu, a batteria hè cortocircuitata è u litiu metallicu … esplode. Ciò chì hè assai dispiacevule se accade in u nostru smartphone o, peghju, sottu à u tappettu di a nostra vittura elettrica.
E ricerche di Whittingham sò arrestate quandu a stazione di u focu lucale – dopu à esse stata chjamata decine di volte per piantà i fochi – minaccia u laburatoriu di ricaricà per l'estintori speciali necessarii per spegne u litiu metallicu.
Eccu vene John B. Goodenough in a nostra storia. Pensate chì da zitellu avia prublemi à amparà à leghje, allora hà decisu di fighjà nantu à i numeri … è da quì diventà prufessore di fisica in Oxford hè statu un cortu passu. Almenu per ellu.
Cù u so gruppu di ricerca, Goodenough hà ripresu a ricerca abbandunata da Whittingham è in u 1980 hà rimpiazzatu u disulfuru di titaniu in u catodu cù l'ossidu di cobalt. In questu modu, non solu hè pussibule custruisce batterie in u so statu scaricatu è poi cargarle, mentre chì u mudellu Exxon duvia esse custruitu dighjà in u statu caricu, ma soprattuttu aumenta a differenza di potenziale trà i dui poli di a batteria , radduppendu lu da i 2 Volts di u mudellu. di Whittingham à 4 Volts. 
Ma à questu puntu di a nostra storia u prezzu di u petroliu cala di novu è l'interessu per l'electricità cade ancu in l'Occidenti.
In u prossimu è ultimu episodiu: cumu simu ghjunti finu à oghje?
(Versione estesa di un articulu publicatu nantu à eni.com )
Questa hè una traduzzione automatica da a lingua italiana di un post publicatu in StartMag à l’URL https://www.startmag.it/energia/batterie-litio-evoluzione-2/ u Sat, 21 Aug 2021 06:00:38 +0000.