La Cina raggiunge un traguardo importante nello sviluppo di super batterie per droni.

Ricercatori cinesi hanno sviluppato un nuovo metodo per migliorare significativamente le prestazioni delle batterie al litio-zolfo, una svolta che potrebbe consentire ai veicoli aerei senza pilota (UAV) di volare molto più lontano con una singola carica.

Una recente ricerca pubblicata su Nature apre nuove prospettive per lo sviluppo di batterie più durevoli e potenti, destinate all'aviazione a bassa quota e a molte altre applicazioni.

Attualmente, la maggior parte dei droni convenzionali utilizza batterie agli ioni di litio, che si stanno avvicinando ai limiti della loro densità energetica. La densità energetica di queste batterie – la quantità di energia elettrica immagazzinata per unità di peso – è in genere inferiore a 300 wattora/kg, il che comporta "problemi di autonomia" che limitano il tempo di volo.

Le batterie litio-zolfo sono considerate un'alternativa promettente grazie alla loro elevata densità energetica teorica, unita all'abbondanza e al basso costo dello zolfo.

Tuttavia, in pratica, questo tipo di batteria presenta un ostacolo importante perché durante i cicli di carica e scarica, lo zolfo subisce un complesso processo chimico che produce numerosi intermedi disciolti.

Questi intermedi tendono a diffondersi verso l'esterno, rallentando le reazioni e sprecando energia.

Un team di ricerca guidato dalla Tsinghua International Graduate School di Shenzhen (Tsinghua SIGS) ha proposto una soluzione innovativa che prevede l'inserimento di un "precursore intermedio" nel processo di solfurazione elettrochimica.

Il ricercatore Chu Quang Man di questa università ha spiegato: "Pensatelo come un additivo speciale che 'rimane dormiente' all'interno della batteria finché non è necessario. Quando inizia la reazione dello zolfo, questo additivo 'si risveglia' proprio nel punto della reazione e inizia a funzionare."

Secondo lui, una volta attivata, questa molecola si lega agli intermedi disciolti impedendone la dispersione. Contribuisce inoltre a creare "corsie preferenziali" per le reazioni elettriche, rendendo l'intero processo molto più fluido ed efficiente.

Il team di ricerca ha inoltre riprogettato la rete di reazione a livello molecolare. La molecola di nuova concezione riduce la resistenza interna della batteria del 75% rispetto ai modelli convenzionali.

Nei test, il nuovo tipo di batteria ha funzionato in modo stabile per 800 cicli di carica-scarica, mantenendo quasi l'82% della sua capacità.

In particolare, il team di ricerca ha realizzato un prototipo pratico di batteria tascabile con una densità energetica di 549 wattora/kg, quasi il doppio rispetto a molte batterie standard attualmente utilizzate per i droni. Ciò ha implicazioni significative per i droni: una maggiore densità energetica si traduce in tempi di volo più lunghi, carichi utili maggiori e un raggio d'azione più ampio.

Il team di ricerca ritiene che questa strategia di progettazione molecolare potrebbe essere estesa anche ad altri settori, tra cui le batterie a flusso, le batterie al litio metallico e persino i processi di riciclo diretto delle batterie.

(VNA/Vietnam+)

Fonte: https://www.vietnamplus.vn/trung-quoc-dat-dot-phat-ve-sieu-pin-cho-uav-post1109908.vnp