Gli scienziati di San Pietroburgo hanno dato il via alla rivoluzione delle batterie
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Gli scienziati di San Pietroburgo hanno dato il via alla rivoluzione delle batterie
Gli scienziati di San Pietroburgo hanno dato il via a una rivoluzione nelle batterie - RIA Novosti, 05.06.2025
Gli scienziati di San Pietroburgo hanno dato il via alla rivoluzione delle batterie
Gli scienziati hanno creato una nuova tecnologia che consente di realizzare batterie leggere, le cui caratteristiche tecniche non sono inferiori a quelle delle batterie agli ioni di litio degli smartphone... RIA Novosti, 06/05/2025
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MOSCA, 5 giugno — RIA Novosti. Gli scienziati dell'Università Statale di San Pietroburgo hanno creato una nuova tecnologia che consente di realizzare batterie leggere con caratteristiche tecniche non inferiori a quelle delle batterie agli ioni di litio degli smartphone. I risultati dello studio sono stati pubblicati sul Journal of Materials Chemistry A, come riportato dall'ufficio stampa della Fondazione Russa per la Scienza (RSF). Le batterie agli ioni di litio, ampiamente utilizzate in tablet, smartphone e altri dispositivi elettronici, hanno prestazioni limitate, richiedono tempi di ricarica lunghi dalla rete elettrica domestica e sono esplosive, ha spiegato la Fondazione Russa per la Scienza (RSF). Inoltre, secondo le previsioni degli esperti, il mondo dovrà affrontare una crisi nell'estrazione del litio entro il 2050. Pertanto, specialisti di tutto il mondo sono alla ricerca di dispositivi di accumulo di energia portatili alternativi che possano essere prodotti senza l'uso di sostanze chimiche rare o tossiche. Uno dei settori di ricerca scientifica è la creazione di batterie organiche basate su molecole in grado di immagazzinare elettricità in modo reversibile ricevendo o cedendo elettroni, ha riportato la Fondazione Russa per la Scienza. Gli scienziati dell'Università Statale di San Pietroburgo (SPbSU) hanno sviluppato una tecnologia per ottenere un materiale per la produzione di batterie a partire da un polimero conduttore di corrente e idrochinone, che fornisce un "immagazzinamento" di elettroni. I legami strutturali (monomeri) della base plastica sono intervallati da molecole di idrochinone (una sostanza utilizzata in medicina, nell'industria alimentare e in cosmetologia) e garantiscono la massima saturazione della batteria con la carica. "... Nel copolimero risultante, i processi di accumulo e rilascio di carica associati ai frammenti di idrochinone avvengono con un'efficienza del 99%. Ciò significa che quasi tutta la carica spesa per la carica (ossidazione) del materiale viene restituita durante la sua scarica (riduzione chimica)", hanno affermato gli specialisti della SPbSU. Il rapporto RSF afferma che due delle tre molecole nel polimero risultante sono "accumulatori" di carica, il che garantisce un'elevata capacità della batteria: 85-112 milliampere-ora (mAh) per grammo di materiale, paragonabile agli accumulatori di carica degli smartphone. Una batteria media agli ioni di litio ha una capacità di 140 mAh per grammo di materiale, mentre una batteria al piombo ha una capacità di 50-60 mAh, ha affermato Oleg Levin, professore presso il Dipartimento di Elettrochimica dell'Università Statale di San Pietroburgo. Il ricercatore ha aggiunto che il limite teorico della capacità di carica del nuovo materiale supera i 200 mAh. "In futuro, intendiamo esplorare le possibilità di utilizzare il copolimero ottenuto non solo in nuovi tipi di batterie organiche acquose. Ciò renderà le batterie più ecocompatibili ed efficienti, oltre ad ampliare la loro applicazione nei moderni sistemi di accumulo di energia", ha aggiunto lo specialista, le cui parole sono citate dalla Fondazione Russa per la Scienza. Pertanto, il metodo proposto consente di ottenere un materiale promettente per l'energia senza la necessità di complesse sintesi preliminari, il che lo rende economicamente interessante, ha aggiunto la Fondazione. Lo studio è stato condotto con il supporto della Fondazione Russa per la Scienza.
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Pertanto, specialisti di tutto il mondo sono alla ricerca di dispositivi di accumulo di energia portatili alternativi, che possano essere prodotti senza l'utilizzo di sostanze chimiche rare o tossiche. Uno degli ambiti di ricerca scientifica è la creazione di batterie organiche basate su molecole in grado di immagazzinare elettricità in modo reversibile, ricevendo o cedendo elettroni, ha riferito la Fondazione Russa per la Scienza.
Gli scienziati dell'Università statale di San Pietroburgo (SPbSU) hanno sviluppato una tecnologia per produrre un materiale per batterie a partire da un polimero conduttore di corrente e idrochinone, che consente di "immagazzinare" gli elettroni.
I legami strutturali (monomeri) della base di plastica sono intervallati da molecole di idrochinone (sostanza utilizzata in medicina, nell'industria alimentare e in cosmetologia) e garantiscono la massima saturazione della batteria con la carica.
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"...Nel copolimero ottenuto, i processi di accumulo e rilascio di carica associati ai frammenti di idrochinone avvengono con un'efficienza del 99%. Ciò significa che quasi tutta la carica spesa per la carica (ossidazione) del materiale viene restituita durante la sua scarica (riduzione chimica)", hanno affermato gli specialisti dell'Università Statale di San Pietroburgo.
Sospensione del copolimero sintetizzato in soluzione
© Foto: Servizio stampa RSF
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Sintesi del materiale direttamente su un collettore di corrente metallico
© Foto: Servizio stampa RSF
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Sospensione del copolimero sintetizzato in soluzione
© Foto: Servizio stampa RSF
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Sintesi del materiale direttamente su un collettore di corrente metallico
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Il rapporto di RSF afferma che due molecole su tre nel polimero risultante sono "accumulatori" di carica, il che garantisce un'elevata capacità della batteria: 85-112 milliampere-ora (mAh) per grammo di materiale, paragonabile a quella degli accumulatori di carica degli smartphone. La batteria media agli ioni di litio ha una capacità di 140 mAh per grammo di materiale, mentre una batteria al piombo ha una capacità di 50-60 mAh, ha affermato Oleg Levin, professore presso il Dipartimento di Elettrochimica dell'Università Statale di San Pietroburgo.
Il ricercatore ha aggiunto che il limite teorico della capacità di carica del nuovo materiale supera i 200 mAh.
"In futuro, prevediamo di studiare le possibilità di utilizzo del copolimero ottenuto non solo in nuovi tipi di batterie organiche acquose. Ciò renderà le batterie più ecologiche ed efficienti, e ne amplierà anche l'utilizzo nei moderni sistemi di accumulo di energia", ha aggiunto lo specialista, le cui parole sono citate dalla Fondazione Russa per la Scienza.
Pertanto, il metodo proposto consente di ottenere un materiale promettente per l'energia senza la necessità di complesse sintesi preliminari, il che rende il metodo economicamente interessante, ha aggiunto la Fondazione.
Lo studio è stato sostenuto dalla Fondazione russa per la scienza.
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