Sviluppatore di alluminio

Sep 20, 2023

Una tecnologia innovativa per le batterie agli ioni di alluminio e grafene potrebbe spazzare via gli ioni di litio in termini di potenza, densità di energia, velocità di ricarica e rispetto dell'ambiente. Foto: Gruppo di produzione di grafene

L’ansia da autonomia, il riciclaggio e le paure legate alla ricarica rapida potrebbero essere tutti relegati alla storia dei veicoli elettrici con un’invenzione australiana di batterie basata sulla nanotecnologia.

Si afferma che le celle della batteria agli ioni di alluminio e grafene del Graphene Manufacturing Group (GMG) con sede a Brisbane si caricano fino a 60 volte più velocemente delle migliori celle agli ioni di litio e trattengono tre volte l'energia delle migliori celle a base di alluminio.

Sono anche più sicuri, senza limiti superiori di Ampere che possano causare surriscaldamento spontaneo, più sostenibili e più facili da riciclare, grazie ai materiali di base stabili. I test mostrano inoltre che le batterie di convalida a bottone durano tre volte di più rispetto alle versioni agli ioni di litio.

GMG prevede di portare sul mercato le celle a bottone agli ioni di alluminio e grafene alla fine di quest'anno o all'inizio del prossimo anno, mentre il lancio delle celle a sacchetto per il settore automobilistico è previsto all'inizio del 2024.

Basate sulla tecnologia innovativa dell'Istituto australiano di bioingegneria e nanotecnologia dell'Università del Queensland (UQ), le celle della batteria utilizzano la nanotecnologia per inserire atomi di alluminio all'interno di minuscole perforazioni nei piani di grafene.

La tecnologia agli ioni di alluminio del Graphene Manufacturing Group può caricare un iPhone in meno di 10... [+] secondi. Funziona facendo cadere atomi di alluminio nelle perforazioni del grafene. Foto: Gruppo di produzione di grafene

I test condotti da una pubblicazione specializzata sottoposta a revisione paritaria Advanced Functional Materials hanno concluso che le celle avevano "prestazioni eccezionali ad alta velocità (149 mAh g−1 a 5 A g−1), superando tutti i materiali catodici AIB precedentemente riportati".

L'amministratore delegato di GMG, Craig Nicol, ha insistito sul fatto che, sebbene le celle della sua azienda non fossero le uniche celle agli ioni di alluminio e grafene in fase di sviluppo, erano senza dubbio le più potenti, affidabili e con ricarica più veloce.

"Si carica così velocemente che è praticamente un super condensatore", ha affermato Nicol. "Ricarica una batteria a bottone in meno di 10 secondi."

Si sostiene che le nuove celle della batteria forniscano una densità di potenza molto maggiore rispetto alle attuali batterie agli ioni di litio, senza i problemi di raffreddamento, riscaldamento o terre rare che devono affrontare.

"Finora non ci sono problemi di temperatura. Il 20% di una batteria agli ioni di litio (in un veicolo) ha a che fare con il raffreddamento. C'è un'alta probabilità che non avremo affatto bisogno di questo raffreddamento o riscaldamento," - affermò Nicol.

"Non si surriscalda e durante i test funziona bene anche sotto lo zero.

"Non hanno bisogno di circuiti per il raffreddamento o il riscaldamento, che attualmente rappresentano circa 80 kg in un pacco da 100 kWh."

Quando le batterie agli ioni di alluminio si ricaricano, ritornano all'elettrodo negativo e scambiano tre elettroni di alluminio... [+] per ione, rispetto alla velocità massima del litio di solo uno. Foto: Gruppo di produzione di grafene

La nuova tecnologia delle celle, ha insistito Nicol, potrebbe anche essere industrializzata per adattarsi agli attuali alloggiamenti agli ioni di litio, come l’architettura MEB del Gruppo Volkswagen, evitando problemi con le architetture dell’industria automobilistica che tendono ad essere utilizzate fino a 20 anni.

"Le nostre avranno la stessa forma e tensione delle attuali celle agli ioni di litio, oppure possiamo passare a qualsiasi forma sia necessaria", ha confermato Nicol.

"È un sostituto diretto che si carica così velocemente che è fondamentalmente un super condensatore.

"Alcune celle agli ioni di litio non possono fornire più di 1,5-2 A altrimenti potresti far esplodere la batteria, ma la nostra tecnologia non ha limiti teorici."

Le celle delle batterie agli ioni di alluminio sono un terreno caldo di sviluppo, in particolare per l’uso automobilistico.

Solo i progetti recenti hanno incluso una collaborazione tra l'Università tecnologica cinese di Dalian e l'Università del Nebraska, oltre ad altri della Cornell University, della Clemson University, dell'Università del Maryland, dell'Università di Stanford, del Dipartimento di scienze dei polimeri dell'Università di Zhejiang e del consorzio industriale europeo Alion.

Le differenze sono altamente tecniche, ma le celle GMG utilizzano il grafene ottenuto dal suo processo proprietario al plasma, piuttosto che dal tradizionale approvvigionamento di grafite, e il risultato è tre volte la densità di energia della cella migliore, quella della Stanford University.