La tecnologia della batteria litio-zolfo promette miracoli da vent’anni. Adesso alcuni ricercatori hanno pensato di chiamare il cloro a fare il lavoro sporco. I ricercatori della Vanderbilt University e dell’Università del Maryland hanno messo a punto una nuova chimica per le celle che, almeno sulla carta, spreme dallo zolfo più di quanto ci si aspettasse. Lo studio è uscito su Nature Energy. Non parliamo di un comunicato stampa travestito da scienza.
Nei sistemi tradizionali ogni atomo di zolfo scambia due elettroni e si ferma lì. Qui entra in scena il cloro, che ne fa scambiare un terzo. Così, la capacità di accumulo dello zolfo sale di circa il 58% e la tensione media passa da 2,05 a 2,54 volt. Un chilogrammo di zolfo, nella cella di prova, ha immagazzinato oltre 1.700 wattora.
Lo zolfo, va detto, ha un fascino innegabile: è abbondante, costa poco e di carica ne porta parecchia per unità di peso. Il problema è sempre stato farlo durare e renderlo praticabile fuori dal laboratorio. Per questo i ricercatori hanno usato simulazioni molecolari per disegnare un elettrolita su misura, capace di tenere vivo il reagente al cloro e di impedire al composto solfuro-cloro di sciogliersi e andare a vagare verso l’anodo di litio metallico.
Diverse tecniche spettroscopiche hanno confermato che lo zolfo attraversa ripetutamente il nuovo stato durante carica e scarica. La cella a sacchetto realizzata ha conservato il 78% della capacità iniziale dopo 100 cicli. Per chi pensa a un’auto da tenere dieci anni, cento cicli sono poco più di un assaggio. Per una chimica nuova non è un esordio da buttare.
Considerando tutti i componenti della batteria, e non solo l’elettrodo, gli scienziati stimano una densità energetica a livello di cella di 477 Wh/kg. Sarebbe circa il 37% in più rispetto ai sistemi litio-zolfo convenzionali comparabili.
Prima di sognare la prossima elettrica da mille chilometri, però, c’è del lavoro da fare. Il prototipo si appoggia a un anodo di litio metallico, notoriamente un ospite capriccioso, e a quantità di elettrolita più generose del desiderabile. Come ammette De-en Jiang, coautore dello studio, il modo classico di pensare al litio-zolfo non sfruttava fino in fondo il potenziale redox dello zolfo.
