Le batterie litio–zolfo (Li/S) rappresentano una delle alternative più promettenti alle batterie agli ioni di litio, poiché offrono una densità energetica teorica significativamente superiore, grazie all’elevata capacità specifica dello zolfo, oltre a vantaggi in termini di costo e abbondanza delle materie prime. Tuttavia, l’applicazione pratica è limitata da diverse criticità, tra cui la bassa conducibilità elettronica dello zolfo e dei prodotti di reazione, le marcate variazioni volumetriche durante il ciclo elettrochimico e, soprattutto, l’effetto shuttle dei polisolfuri. Quest’ultimo è causato dalla formazione di polisolfuri di litio solubili nell’elettrolita, che migrano tra catodo e anodo causando perdita di materiale attivo e rapido decadimento delle prestazioni.
Il prof. Riccardo Ruffo e la prof.ssa Chiara Ferrara del dipartimento di Scienza dei materiali dell’università di Milano-Bicocca, in collaborazione con i ricercatori dell’Università di Cordoba e con Ricerca sul Sistema Energetico, hanno sviluppato una nuova architettura di cella Li–S. Il materiale bidimensionale a conducibilità metallica MXene (un carburo di titanio, Ti3C2) viene utilizzato sia come matrice di supporto per lo zolfo al catodo, sia come strato impermeabile sul separatore polimerico tra catodo e anodo. Questa strategia migliora le prestazioni elettrochimiche del catodo e limita la diffusione dei polisolfuri verso l’anodo.
I risultati, pubblicati a dicembre 2025 su Advanced Functional Materials (Wiley, Impact Factor 19.0, (Clarivate Analytics, 2024)) nell’articolo “Dual Role of Ti3C2Tx MXene in Li–S Batteries: Cathode Additive and Separator Modifier for Enhanced Performance” (https://doi.org/10.1002/adfm.202519742), mostrano prestazioni molto promettenti per un futuro utilizzo commerciale della tecnologia.