La stabilità nel tempo e la sicurezza delle batterie agli ioni di litio sono limitate da processi chimici ed elettrochimici catalizzati dalla presenza, anche in piccola quantità, di molecole d’ acqua all’interno della cella stessa. In particolare, l’acqua reagisce con i sali di litio contenenti fluoro, comunemente usati nelle batterie commerciali, producendo acido fluoridrico che, a sua volta, attacca i materiali catodici determinando il rilascio di ioni di metalli di transizione (Co, Mn, Ni).
Per eliminare, o quantomeno ridurre, questi inconvenienti, la moderna ricerca tecnologica punta su nanomateriali in grado di “catturare” le molecole di inquinante riducendo così il livello di danneggiamento della cella elettrochimica. Questo approccio, che simula comportamenti tipici dei sistemi biologici, viene comunemente definito “auto-riparante”.
Nell’articolo “Chitosan-Decorated Alumina Hybrid Nanoparticles as Smart Scavengers of HF and Dissolved Transition Metals in Lithium-Ion Batteries”, doi: 10.1002/adfm.202406315, pubblicato sulla rivista Advanced Functional Materials (Wiley, Impact Factor 19, 2022 Journal Impact Factor, Journal Citation Reports (Clarivate Analytics, 2023)), il Prof. Piercarlo Mustarelli del dipartimento di Scienza dei Materiali dell'universita di Milano-Bicocca, in collaborazione con l’Università degli Studi di Pavia (Prof. Eliana Quartarone), propone un innovativo scavenger costituito da nanoparticelle di allumina funzionalizzate con chitosano, in grado di attivarsi autonomamente in presenza di acido fluoridrico e di catturare gli ioni di metalli di transizione, limitando così i processi di degradazione della batteria.
I risultati della ricerca pubblicati su rivista Advanced Functional Materials