Scoperto un nuovo minerale blu per le batterie di nuova generazione

Arriva dal paesaggio lavico del Kamchatka, la nuova promessa per le batterie ricaricabili a ioni di sodio

Bello da vedere e con molta probabilità anche utile a livello energetico: è il nuovo minerale scoperto da un gruppo di ricerca dell’Università di San Pietroburgo. La “petrovite“, così chiamata in onore del cristallografo russo Tomas Petrov, è stato rinvenuto in una colata lavica. E per il team che lo ha portato alla luce, il cristallo potrebbe rivelarsi utile nelle batterie di nuova generazione.

La petrovite si presenta come si presenta sotto forma di aggregati globulari blu di cristalli esagonali con inclusioni gassose. È composto da atomi di ossigeno coordinati in maniera insolita, zolfo, sodio e rame, a formare tra loro una struttura rara e altamente porosa. Ed è proprio questa impalcatura, composta da spazi vuoti e canali, a poter dare una mano all’energy storage.


Per le sue ricerche il gruppo, guidato da Stanislav Filatov, professore presso il Dipartimento di Cristallografia dell’Università russa, si è concentrato su un terreno molto prezioso. Il cristallo proviene dal paesaggio vulcanico formatosi in seguito alle grandi eruzioni del Tolbachik negli anni ’70 e negli anni ’10 di questo secolo, nel Kamchatka. “Questo territorio è unico nella sua diversità mineralogica. Negli ultimi anni, i ricercatori hanno scoperto qui dozzine di nuovi minerali, molti dei quali sono unici al mondo”, ha spiegato l’Ateneo.

Cosa ha da offrire la petrovite alle batterie di nuova generazione? Per ora è prematuro fornire numeri precisi, ma la particolare struttura del minerale ha rivelato interessanti potenzialità per la tecnologia d’accumulo a ioni di sodio. Proprio come le più famose batterie ricaricabili al litio, quelle al sodio funzionano inviando ioni avanti e indietro tra una coppia di elettrodi in un elettrolita liquido. Tuttavia i modelli attuali hanno alcuni limiti. Uno di questi è che con le versioni moderne durante il ciclo di carica e scarica, i cristalli di sodio inattivi tendono ad accumularsi sulla superficie del catodo; un problema che può velocemente degradare le prestazioni e la funzionalità.

Per i ricercatori la struttura della petrovite risulta promettente per la conduttività ionica e potrebbe essere utilizzata come materiale catodico per batterie agli ioni di sodio. “Al momento, il problema più grande per questo uso è la piccola quantità di un metallo di transizione – il rame – nella struttura cristallina del minerale. Potrebbe essere risolto sintetizzando in laboratorio un composto con la stessa struttura della petrovite”, ha affermato Filatov. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Mineralogical Magazine (testo in inglese).

fonte: www.rinnovabili.it

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Batterie stampabili al litio per un’elettronica da indossare

Gli scienziati dell’Università Politecnica di San Pietroburgo sono in grado di realizzare elettrodi in miniatura utilizzando una stampante a getto d’inchiostro

Qual è il dispositivo più piccolo che riusciate a immaginare, funzionante con batterie a ioni di litio? Uno smartwatch? Un mouse wireless? Una penna per tavoletta grafica? All’Università Politecnica di San Pietroburgo l’immaginazione è andata ben oltre riuscendo a figurarsi un futuro di minuscoli biosensori e dispositivi elettronici basati sulla tecnologia a ioni di litio. Per renderlo possibile gli scienziati dell’ateneo russo hanno intenzione di realizzare speciali batterie stampabili in grado di dare una nuova “scossa” alla micro-elettronica.

Attualmente questi dispositivi di accumulo, quando prodotti da processi convenzionali,  hanno un’alta densità di energia, il che significa che possono immagazzinarne una grande quantità di elettricità in un piccolo volume. Tuttavia, il progresso in questo campo ha raggiunto il suo limite tecnologico a livello dimensionale, e scendere ulteriormente sotto alcuni parametri è una sfida molto impegnativa sul fronte tecnico. Come mostra l’articolo pubblicato sulla rivista scientifica Energy Technology (testo in inglese), per far compiere un balzo evolutivo alla tecnologia a ioni di litio, occorre pensare fuori dalla scatola.

Uno degli ultimi trend indagati dall’elettronica indossabile o flessibile, prevede di ricorrere a sistemi di stampaggio diretto dei componenti su un substrato. Ovviamente gli elettrodi prodotti dalla stampa a getto d’inchiostro non possono fornire una densità di energia sufficientemente elevata, così come quella offerta dalle batterie tradizionali. “Per ridurre questa differenza”, spiega Maxim Maximov, a capo della ricerca – proponiamo di utilizzare composti promettenti a base di materiale catodico arricchito con litio e manganese con una maggiore capacità”.

Il team di scienziati, guidati da Maximov, ha impiegato il nuovo materiale catodico sintetizzato in una soluzione colloidale stabile e ottimizzato i suoi parametri reologici per la stampa a getto d’inchiostro in termini di viscosità, tensione superficiale e angolo di contatto. Il risultato sono catodi a film sottile spessi meno di 10 μm. “Abbiamo dimostrato la possibilità di produrre elettrodi con questo materiale mediante la stampa a getto di inchiostro – ha aggiunto il capo-gruppo – e scoperto che l’intensità energetica del catodo stampato se quello realizzato con la tecnologia tradizionale sono vicine”. Il prossimo passo della squadra sarà cercare di ottenere un ulteriore miglioramento della densità, realizzando i primi protidi di batterie stampate.

fonte: www.rinnovabili.it

Russia, il pianista sull'Oceano di rifiuti: un concerto per salvare il pianeta

Si chiama 'Breath of the Planet' il progetto di sensibilizzazione ai problemi ambientali a cui il pianista russo Pavel Andreev ha partecipato con una performance singolare. Invece di tenere un concerto in un posto meraviglioso per invitare la gente a fare attenzione al mondo che rischiamo di distruggere con troppi rifiuti, ha scelto come location della sua esibizione una immensa discarica a San Pietroburgo. Un pianoforte a coda è stato posizionato tra le montagne di rifiuti con i gabbiani che si alzano in volo mentre una gru scarica altra spazzatura. Lo smaltimento dei rifiuti è diventato un argomento ampiamente discusso in Russia l'anno scorso e il fetore di una discarica nella regione di Mosca ha causato continue proteste tra la popolazione locale.





fonte: https://video.repubblica.it