La batteria al magnesio garantisce un funzionamento stabile a temperatura ambiente.

Energia

Redazione del sito web di Innovazione Tecnologica - 07/11/2025

Test della batteria al magnesio, il cui prototipo è stato costruito nel formato a bottone o a moneta, nello standard 2032 (20 è il diametro e 32 è l'altezza, entrambi in mm). [Immagine: Tomoya Kawaguchi et al. - 10.1038/s43246-025-00921-0]

Batteria agli ioni di magnesio

Tra le tecnologie alternative alle batterie agli ioni di litio si sono distinte le batterie agli ioni di magnesio , grazie alla maggiore capacità volumetrica e alla resistenza alla formazione di dendriti, principale causa di cortocircuiti nelle batterie attuali.

"Il motivo per cui il magnesio non è stato il materiale principale utilizzato nelle batterie è dovuto a una reazione lenta che ne impedisce il funzionamento a temperatura ambiente", spiega Tetsu Ichitsubo dell'Università di Tohoku in Giappone. "Immaginate se le batterie dei vostri dispositivi funzionassero solo a temperature estreme. Sarebbero praticamente inutili per l'uso quotidiano."

Consapevole di ciò, il team ha lavorato sulle carenze e ha sviluppato un prototipo di batteria ricaricabile al magnesio che supera molte delle sfide che si presentano con l'accumulo di energia basato sul magnesio.

Il risultato più importante è stato far funzionare la batteria a temperatura ambiente, aprendo la strada a una batteria a ricarica rapida realizzata con materiali sostenibili: il magnesio rappresenta circa il 2,5% della massa della crosta terrestre, il che lo rende l'ottavo elemento più abbondante, mentre il litio rappresenta solo circa lo 0,004%.

Vantaggi dell'utilizzo di catodi in ossido amorfo e configurazione delle celle delle attuali batterie ricaricabili al magnesio. [Immagine: Tomoya Kawaguchi et al. - 10.1038/s43246-025-00921-0]

È il magnesio stesso a fare la differenza.

Tra le varie innovazioni ottenute dal team vi sono l'introduzione di un volume libero strutturale, il controllo delle dimensioni delle particelle su scala nanometrica e la compatibilità degli elettrodi con elettroliti avanzati.

Ma anche qui c'è una stella che brilla più delle altre: un nuovo catodo in ossido amorfo (Mg _0,27 Li _0,09 Ti _0,11 Mo _0,22O ), che si basa su un processo di scambio ionico tra litio e magnesio, creando percorsi di diffusione che consentono agli ioni di magnesio di muoversi più facilmente.

Di conseguenza, il catodo supporta l'inserimento e l'estrazione reversibili di ioni magnesio a temperatura ambiente.

"Abbiamo creato un prototipo completo di cella per testare questa batteria in funzione e abbiamo scoperto che è in grado di scaricare energia sufficiente anche dopo 200 cicli", ha affermato Ichitsubo. "È stato sufficiente per alimentare ininterrottamente un diodo a emissione di luce blu (LED). Questo è entusiasmante perché precedenti dimostrazioni di batterie ricaricabili al magnesio mostravano tensioni di scarica negative, il che significa che non erano in grado di fornire energia utilizzabile."

Il team ha anche studiato il meccanismo alla base di questa batteria, confermando che la capacità osservata deriva dalla reale intercalazione del magnesio. Questo differenzia il sistema dai prototipi precedenti, in cui le reazioni secondarie dominavano le reazioni, piuttosto che il movimento degli ioni di magnesio. Ciò rende la dimostrazione un solido passo avanti verso batterie al magnesio pratiche.

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