Una nuova generazione di batterie al litio
Attualmente, l'utilizzo di batterie al litio è molto diffuso e interessante in virtù delle elevate prestazioni, del peso ridotto e della lunga durata. Nel tentativo di migliorare le prestazioni garantendo al contempo la sicurezza, gli elettroliti allo stato solido basati su litio (con mezzo di trasporto della carica) e composti da vari materiali, in particolare il vetro, hanno suscitato un certo interesse. Tuttavia, la preparazione dei film sottili con le caratteristiche desiderate, mediante l'utilizzo di una tecnica chiamata polverizzazione ionica, si è rivelata problematica. Alcuni ricercatori europei, sostenuti dai finanziamenti dell'UE stanziati per il progetto HI-Condelec, hanno tentato di sviluppare elettroliti solidi (vetro e materiali cristallini) insieme alla necessaria tecnologia dei film sottili in grado di garantire un'elevata conduttività accompagnata da una stabilità chimica e meccanica avanzata. Poiché le proprietà della maggior parte dei materiali si sono rivelate abbastanza diverse rispetto a quelle dei film sottili degli stessi composti, sono stati sviluppati potenti strumenti computazionali ai fini di una completa analisi e caratterizzazione del comportamento dei materiali dalla scala atomica fino alla scala di struttura del vetro. Inoltre, i ricercatori hanno creato strumenti simili per l'analisi della stabilità degli elettroliti a film sottili prodotti dalla polverizzazione ionica, nonché dallo stesso processo di integrazione della pila a combustibile. Gli studi sperimentali hanno reso possibile la determinazione dei parametri del processo di polverizzazione ionica e l'analisi delle conduttanze ioniche nei materiali preparati. Il team del progetto HI-Condelec è stato pertanto in grado di identificare relazioni struttura-proprietà di base e i parametri e le condizioni di processo che conducono allo sviluppo di nuove composizioni ottimali e di un elettrolita utilizzabile per le microbatterie. L'iniziativa HI-Condelec ha consentito agli scienziati di fare enormi passi avanti nella comprensione delle proprietà e dei parametri dei processi di produzione di elettroliti allo stato solido a film sottili mediante la polverizzazione ionica e di produrre un elettrolita per microbatterie pronto a diventare un prodotto di elevata qualità. Gli elettroliti solidi a film sottile fanno ben sperare, tra le altre cose, nella produzione di minidispositivi di stoccaggio di energia, nonché di finestre o display intelligenti. L'impiego dei risultati potrebbe avere un impatto importante sull'elettronica e su altri settori, garantendo vantaggi sia per i produttori sia per i consumatori.
