I ricercatori di Fraunhofer vogliono sfruttare il potenziale delle anodi in litio metallico
Scienziati di due istituti Fraunhofer stanno studiando nuovi approcci per migliorare le prestazioni e la durata dei sistemi a batteria. Un’idea consiste nell’utilizzare il litio stesso come materiale attivo per le anodi a litio-metallo, al fine di ottenere una maggiore capacità specifica delle celle batteriche.
La sede del Fraunhofer IST a Braunschweig.
Immagine: Fraunhofer IST
L’Istituto Fraunhofer per la tecnologia delle strutture stratificate e delle superfici IST collabora con il Fraunhofer USA Center Midwest nel progetto LIMAC, il cui nome completo è “Amorphous Carbon Interlayers for Reliable Lithium-Metal Battery Cells”, ovvero “Strati intermedi di carbonio amorfico per celle batteriche a litio-metallo affidabili”. Il progetto è in corso dal settembre 2026 e dovrebbe durare fino all’agosto 2028.
Nel contesto di LIMAC, gli scienziati stanno esplorando nuovi approcci per migliorare ulteriormente le batterie. Un focus particolare è rivolto alle anode a litio-metallo, ambito in cui il team ritiene di poter individuare potenzialità utili per sviluppare celle batteriche più durature, soprattutto in relazione alla superficie di contatto tra l’anoda a litio-metallo ed l’elettrolita (solido). Secondo i ricercatori, la stabilità di questa zona è fondamentale per ottenere celle batteriche più affidabili e longeve.
Come stabilizzatore della superficie di contatto, gli esperti di Fraunhofer introducono ora sottili strati amorfi di carbonio, che vengono in una prima fase depositati su conduttori in rame utilizzando un innovativo metodo PVD a arco laser. “Successivamente i materiali rivestiti vengono testati nelle celle batteriche e confrontati con celle di riferimento”, spiegano gli ideatori. In questo modo si intende verificare quali proprietà degli strati intermedi siano decisive per ottenere una superficie di contatto il più stabile possibile all’interno della cella batterica. È chiaro che lo stabilizzatore debba contribuire affinché il litio presente nella cella possa essere utilizzato direttamente come materiale attivo per l’anodo.
Oltre alle prestazioni tecniche, il progetto prende in considerazione anche l’aspetto ecologico e la possibilità di futura applicazione a formati cellulari più grandi. “Da un lato, attraverso un’analisi dell’impatto ambientale, ovvero il cosiddetto Life Cycle Assessment (LCA), si intendono studiare i flussi di materia ed energia rilevanti nonché gli effetti ambientali dell’approccio, dall’altro si vuole allo stesso tempo sviluppare un concetto per trasferire questa tecnologia a cellule di dimensioni maggiori”, spiega il team. In questo modo, il progetto unisce lo sviluppo di materiali e la ricerca sulle cellule a una valutazione ecologica e alle prime riflessioni sulla futura scalabilità.