Degli scienziati in Corea hanno sviluppato un percorso di sintesi efficiente per produrre un nuovo materiale anodico per batterie ricaricabili che funziona tramite l’acqua di mare. Hanno sviluppato un processo chiamato plasma-in-liquid in per sintetizzare materiale anodico a base di carbonio con azoto e zolfo, che ha mostrato un grande potenziale per le batterie ad acqua di mare.
Un tipo particolarmente promettente di tecnologia delle batterie a base di sodio sono le batterie ad acqua di mare (SWB), che utilizzano l’acqua di mare come catodo. Nonostante le loro numerose potenziali applicazioni, la commercializzazione degli SWB è stata ostacolata dalla mancanza di materiali anodici a basso costo.
Mentre i tradizionali materiali a base di carbonio sono un’opzione conveniente, le loro prestazioni elettrochimiche sono inferiori alla media, quindi devono essere “boostati” con più elementi, come azoto e zolfo. Un altro problema è che le vie di sintesi attualmente note sono complesse, potenzialmente pericolose e persino incapaci di produrre livelli di potenziamento accettabili.
Ora, un team di scienziati della Korea Maritime and Ocean University è riuscito a superare la complessità della sintesi e i problemi di sicurezza attraverso una nuova sintesi. Hanno sviluppato un processo plasma-in-liquid per sintetizzare materiale anodico a base di carbonio, che ha mostrato un grande potenziale per le batterie ad acqua di mare.
Ecco come funziona il processo: superate le batterie agli ioni di litio
Il loro processo prevedeva la preparazione di una miscela di precursori contenenti carbonio e lo scarico di plasma nella soluzione, risultando in un materiale con alti livelli di drogaggio. “Il materiale anodico che abbiamo preparato ha mostrato notevoli prestazioni elettrochimiche negli SWB, con una durata di oltre 1500 cicli a una densità di corrente di 10 A/g”, ha affermato il professor Jun Kang.
Vale a dire, l’anodo NS/C creato in questo modo ha persino consentito alle batterie ad acqua di mare di superare le prestazioni delle batterie agli ioni di litio, rendendole un’alternativa sostenibile. Il materiale presenta un’ampia superficie specifica (476,8 m2 g−1) e abbondanti siti attivi sulla sua superficie a causa della sua struttura vuota.
Ha un’elevata efficienza coulombica iniziale dell’84%. Quando l’anodo viene applicato a una semicella di ioni sodio, NS/C ha mostrato una notevole durata di 35.000 cicli a una densità di corrente ultraelevata di 100 A g−1 con un’elevata capacità reversibile di >72 mAh g−1.
