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  TitoloProcesso per realizzare un anodo per batterie agli ioni di litio
  Sommario
L’invenzione consiste in un processo per realizzare un nuovo tipo di anodo ad alta capacità per batterie agli ioni di litio costituito da uno strato di germanio nano-poroso.
  Stato della tecnica
Una batteria è un dispositivo elettrochimico in grado di accumulare energia, sfruttando la differenza di potenziale tra anodo e catodo. Gran parte della ricerca in questo settore è volta alla realizzazione di batterie miniaturizzabili e in grado di accumulare un maggiore quantitativo di carica a parità di massa del dispositivo. Da recenti studi è stato mostrato che è possibile creare un anodo con strutture di dimensioni nanometriche che riescono a sopportare meglio le grandi variazioni di volume rispetto a materiali compatti. La tecnologia oggetto del presente brevetto si inserisce proprio in questo filone di ricerca, mostrando come la strada degli anodi nano-strutturati possa essere uno dei punti chiave nello sviluppo di batterie a più alta capacità.
  Invenzione
La tecnologia riguarda la realizzazione di un nuovo tipo di anodo ad alta capacità per batterie al litio, basato su uno strato di germanio nano-poroso. Tale strato può essere cresciuto direttamente su elettrodi in metallo mediante un processo ad elevata efficienza e potenzialmente scalabile su produzioni di massa. Il litio metallico è un elemento altamente reattivo e il suo utilizzo all’interno di dispositivi è stato abbandonato da tempo per questioni di sicurezza a favore di soluzioni basate su materiali anodici che permettono di immagazzinare ioni di litio in forma più stabile, tra i quali il silicio e il germanio risultano essere due candidati ottimali sia per le loro caratteristiche che per reperibilità e costo. L’invenzione consiste quindi in un film di germanio cresciuto su un substrato metallico avente la funzione di collettore di corrente realizzato in molibdeno o acciaio che viene depositato tramite PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition).
  TitolaritàIT 102018000006103
  Proprietà industrialeUniversità degli Studi di Ferrara Fondazione Bruno Kessler (FBK) Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) Università di Genova
  E-mail di contattoutt@unife.it
  Tagsanodo, batteria ioni di litio, anodi nano-strutturati, immagazzinamento carica, veicoli elettrici, dispositivi elettronici, fotovoltaico.
  Vantaggi
Anodo che permette di immagazzinare il triplo della carica per unità di massa rispetto agli attuali anodi in grafite, Mantenimento della capacità originaria della batteria anche dopo un elevato numero di cicli carica e scarica, Uso di substrati non danneggiabili a contatto con l’acido fluoridrico.
  Applicazioni
Dispositivi elettronici portatili Veicoli elettrici Settore aerospaziale Adattabile ai sistemi di produzione industriale “roll-to-roll” già esistenti in ambito fotovoltaico.
  Stadio di sviluppo
Lo stadio di sviluppo tecnologico (Technology Readiness Level) corrisponde ad un livello TRL 4, poiché l’anodo in germanio poroso è stato testato e convalidato in laboratorio. Per raggiungere questo livello di sviluppo, è stata seguita la procedura standard prevista per testare nuovi materiali elettrodici. Tale procedura prevede la realizzazione di ”semi-celle”, cioè prototipi di batteria in cui l’anodo viene accoppiato col litio metallico invece che con un comune catodo.
  Immagine n° 1
  Immagine n° 2
  Immagine n° 3

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