Sviluppo di elettroliti gel polimerici per batterie di nuova generazione litio-aria = Development of polymer gel electrolytes for next-generation lithium-air batteries

Una delle necessità più urgenti del contesto globale odierno è quella di sviluppare nuove tecnologie energetiche pulite per diminuire la dipendenza dai combustibili fossili. Le batterie litio-aria, con la loro elevata densità energetica (~11.148 Wh kg⁻¹) e l'uso dell'ossigeno atmosferico, offrono una soluzione promettente per supportare la transizione verso un'economia più green. L'introduzione di elettroliti in gel polimerici (GPE) offre una soluzione promettente. I GPE combinano i vantaggi di elettroliti liquidi e solidi, offrendo elevata conduttività ionica e migliorando la stabilità meccanica e chimica. La loro struttura tridimensionale aiuta a prevenire la formazione di dendriti e riduce la volatilità degli elettroliti liquidi, migliorando la sicurezza. Inoltre, i GPE favoriscono il trasporto di ossigeno al catodo, ottimizzando le reazioni elettrochimiche. Questo studio analizza gel polimerici costituiti da polietilenglicole-diacrilato (PEGDA 575) e butilmetacrilato (BMA), con bis(trifluorometano)sulfonimide di litio (LiTFSI) come sale conduttore, disciolto in una miscela di 1-butil-1-metilpirrolidinio bis(trifluorometilsolfonil)immide (PYR14TFSI) e dimetilsolfossido (DMSO). Sono state esaminate tre composizioni con 0%, 25% e 50% di DMSO per valutarne l'impatto sulle proprietà elettrochimiche, fisiche e chimiche dei GPE. I risultati mostrano che le composizioni prive di DMSO offrono una maggiore stabilità elettrochimica, mentre all’aumentare della percentuale di DMSO incrementa la conducibilità ionica. Questo miglioramento è dovuto alla riduzione della viscosità e all’aumento della mobilità degli ioni di litio. Si evince che lo sviluppo di elettroliti in gel polimerici potrebbe rappresentare una strategia promettente per migliorare le prestazioni e la sicurezza delle batterie litio-aria. Le batterie litio-aria, sebbene ancora soggette a sfide tecniche, rimangono una tecnologia di grande interesse per sostenere la transizione energetica verso fonti più sostenibili e ridurre l'impatto ambientale.