Un team di ricerca sudcoreano ha sviluppato una nuova tecnologia per gli elettroliti in grado di superare alcuni limiti storici delle batterie ad acqua, considerate da anni una delle alternative più promettenti ai sistemi agli ioni di litio.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Nano-Micro Letters, è stato guidato dal professor Hoseok Park del Dipartimento di Ingegneria Chimica della Sungkyunkwan University (SKKU). La ricerca dimostra come l’aggiunta di una piccola quantità di un materiale speciale all’elettrolita possa migliorare in modo significativo sia la durata del ciclo di vita sia la capacità delle batterie.
Le batterie ad acqua sono apprezzate per il basso costo delle materie prime, la maggiore sicurezza e il ridotto impatto ambientale rispetto alle batterie tradizionali. Tuttavia, la loro diffusione è stata finora limitata da problemi tecnici legati alla deposizione irregolare dello zinco sugli elettrodi e da reazioni collaterali tra il metallo e l’acqua, che ne accelerano il degrado.
Per affrontare queste criticità, i ricercatori hanno sviluppato un additivo a base di zwitterioni, molecole caratterizzate dalla presenza simultanea di cariche positiva e negativa. Pur essendo elettricamente neutre, queste strutture sono in grado di regolare con precisione le interazioni tra gli ioni presenti nell’elettrolita.
L’additivo (C10) si autoassembla spontaneamente in nanostrutture di circa 3,77 nanometri, che svolgono una duplice funzione: da un lato guidano la deposizione uniforme dello zinco sugli elettrodi, dall’altro formano un sottile strato protettivo che riduce la corrosione e blocca le reazioni indesiderate con l’acqua.
Le batterie così ottimizzate hanno raggiunto una stabilità operativa superiore alle 2.800 ore e una capacità areale di 8,10 mAh/cm², valori considerati tra i migliori mai registrati per questa tecnologia.
Secondo il professor Park, il risultato dimostra che è possibile migliorare in modo significativo le prestazioni delle batterie ad acqua attraverso interventi semplici e a basso costo, senza la necessità di materiali complessi o processi produttivi avanzati, aprendo nuove prospettive per lo sviluppo di sistemi di accumulo energetico più sostenibili.
