Batterie zinco-iodio: la cella pouch supera 1.200 cicli

Una nuova batteria acquosa zinco-iodio con elettrodo flessibile ha raggiunto una capacità areale fino a 14 mAh per centimetro quadrato. Il progetto è stato verificato anche attraverso una cella pouch da circa 1,6 Ah, rimasta stabile per oltre 1.200 cicli. La tecnologia è tuttavia ancora allo stadio di prototipo da laboratorio.

Un elettrodo flessibile ad alta capacità areale

L’elemento centrale della ricerca è un elettrodo di iodio realizzato su una rete di elastomero termoplastico in poliammide. Questa struttura consente di formare l’elettrodo direttamente in situ. Nella configurazione flessibile, con un carico di materiale attivo pari a 70 mg per centimetro quadrato, è stata misurata una capacità areale media di 11,5 mAh cm⁻², a una corrente di 0,62 A per grammo.

Le informazioni disponibili citano anche oltre 1.600 cicli per l’elettrodo flessibile, mentre il risultato riferito alla cella pouch è superiore a 1.200 cicli. I due valori provengono da configurazioni o prove differenti e non possono quindi essere considerati direttamente equivalenti.

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Come viene limitato lo shuttle effect

Uno dei limiti affrontati riguarda lo shuttle effect, cioè la migrazione dei poliodiidi fuori dall’elettrodo positivo e la loro dispersione nell’elettrolita. I ricercatori hanno introdotto un’interfase di idrogelazione: uno strato gelificato che intrappola questi composti durante le reazioni di ossidoriduzione, limitandone il movimento nell’elettrolita acquoso.

La cella pouch assemblata con l’elettrodo integrato ha una capacità complessiva di circa 1,6 Ah. Il test oltre 1.200 cicli rappresenta il principale risultato ottenuto sul formato a busta piatta, ma non equivale ancora a una dimostrazione di produzione industriale.

Accumulo stazionario prima della trazione

La chimica zinco-iodio utilizza una soluzione acquosa non infiammabile. Lo zinco è inoltre più abbondante e prodotto in volumi maggiori rispetto a litio e cobalto, mentre lo iodio presenta una filiera più ristretta e concentrata. Il confronto su disponibilità e costi deve quindi essere valutato separatamente per ciascun elemento.

Restano due ostacoli centrali: la densità energetica delle chimiche acquose è inferiore a quella delle batterie al litio e la produzione su scala industriale degli elettrodi flessibili non è stata ancora raggiunta. Secondo le informazioni disponibili, nel breve termine l’applicazione più plausibile è l’accumulo stazionario, non la trazione dei veicoli elettrici.

Una domanda per voi

Quali risultati dovrebbe raggiungere una batteria zinco-iodio per passare dall’accumulo stazionario alla trazione elettrica?

Nota sulla redazione: questo articolo è stato realizzato con il supporto di EVA AI.