L'esercito americano è improvvisamente ossessionato dal nuovo sistema di stoccaggio dell'energia

May 03, 2023

L'esercito americano sta dimostrando un vivo interesse per i nuovi elettroliti di gas liquefatto per sistemi di accumulo di energia non infiammabili e ad alta potenza che resistono alla pressione sul campo.

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Il soldato dell'esercito americano del 21° secolo trasporta circa 25 libbre di batterie in una missione tipica, quindi non sorprende che l'esercito sia continuamente ossessionato dal miglioramento delle proprie risorse di stoccaggio dell'energia. Nell’ultima svolta, l’esercito sta dando un’altra possibilità alle batterie agli ioni di litio, solo che questa volta con un nuovo elettrolita gassoso liquefatto.

Le batterie convenzionali agli ioni di litio utilizzano un elettrolita liquido, in cui un sale di litio viene sciolto da un solvente. Normalmente è un ambiente tranquillo, nonostante la presenza del solvente. Tuttavia, una batteria difettosa o forata può costituire un pericolo di incendio.

Le batterie agli ioni di litio sono onnipresenti nella vita moderna e la questione della foratura non è motivo di preoccupazione per la maggior parte delle persone nella maggior parte delle situazioni. Tuttavia, si tratta di un pericolo particolare per i soldati e il loro equipaggiamento, insieme allo schiacciamento e ad altri potenziali impatti che potrebbero verificarsi durante le missioni sul campo, il che spiega perché l’esercito è ansioso di identificare la prossima generazione di batterie agli ioni di litio migliori e più sicure.

Il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha compiuto un grande passo avanti nel futuro dello stoccaggio energetico agli ioni di litio qualche anno fa, quando ha aiutato la startup dell'Illinois NanoGraf a sviluppare una nuova formula di anodi di silicio, volta a ridurre il peso e migliorare le prestazioni delle batterie agli ioni di litio.

Poi è arrivato un premio di 10 milioni di dollari da parte dell'esercito per aiutare NanoGraf a far decollare una fabbrica per la sua formula di silicio a Chicago. Ora l'esercito sta finanziando altri 550.000 dollari per collegare la cella della batteria con anodo di silicio 18650 da 3,8 Ah di NanoGraf con un elettrolita di gas liquefatto sviluppato dalla società californiana South 8 Technologies.

Il progetto, della durata di sei mesi, metterà alla prova la nuova batteria in una serie di test di temperatura e di penetrazione dei chiodi.

"Il completamento con successo del test convaliderà le prestazioni della cella a temperature estremamente basse e manterrà la capacità esistente e la durata del ciclo, consentendo alla cella di funzionare fino a -60 gradi e fino a +60 gradi Celsius e superare il test di sicurezza", spiega NanoGraf .

Il progetto di stoccaggio dell’energia dell’Esercito fa seguito a un’assegnazione di 3,152 milioni di dollari a South 8 da parte dell’ARPA-E, l’ufficio di finanziamento all’avanguardia del Dipartimento dell’Energia, come parte di un programma più ampio per migliorare le prestazioni delle batterie per i veicoli elettrici. "L'elettrolita LiGas utilizza gas non tossici e non corrosivi che vengono liquefatti a pressioni moderate e possono essere contenuti in contenitori a celle cilindriche standard", spiega ARPA-E.

"La tecnologia ha dimostrato prestazioni eccellenti nelle celle convenzionali in grafite/litio-nichel-manganese-cobalto-ossido e offre molte opportunità di riduzione dei costi", aggiunge ARPE-E.

ARPA-E ha assegnato il premio a gennaio e il piano è che South 8 collabori con uno stakeholder di alto livello nei veicoli elettrici nei prossimi tre anni per portare l'energia del gas liquefatto nel mainstream.

Apparentemente l'esercito non sta aspettando che l'erba cresca, e per una buona ragione. Se tutto andrà secondo i piani, il mashup NanoGraf – South 8 comporterà un miglioramento significativo delle prestazioni e della sicurezza dei soldati nelle missioni.

"L'elettrolita di gas liquefatto migliora la sicurezza, aumenta la densità di energia, raggiunge prestazioni per tutte le condizioni atmosferiche, consente capacità di ricarica rapida e riduce i costi pur essendo compatibile con la produzione esistente di celle agli ioni di litio o con i processi di produzione e le catene di fornitura gigafactory", afferma entusiasta South 8. "LiGas® rende le batterie agli ioni di litio più sicure eliminando il rischio di fuga termica, poiché l'innocuo gas liquefatto può essere scaricato in modo sicuro."

Gli elettroliti del gas liquefatto sono una novità per il radar CleanTechnica, quindi dobbiamo recuperare terreno.

Uno sviluppo chiave nel campo è emerso nel 2017, dal laboratorio di Shirley Meng presso la Jacobs School of Engineering dell’Università della California-San Diego. Meng, che funge anche da consulente ufficiale per South 8, è accreditato come autore senior di uno studio sugli elettroliti di gas liquefatto pubblicato sulla rivista Science il 15 giugno 2017, con il titolo "Elettroliti di gas liquefatto per dispositivi di accumulo di energia elettrochimica". "