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Studio di membrane polimeriche elettrofilate a conduzione ionica

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Anteprima della tesi: Studio di membrane polimeriche elettrofilate a conduzione ionica, Pagina 3
A C C U M U L A T O R I
Gli accumulatori secondari sono dei dispositivi elettrochimici in grado di immagazzinare reversibilmente energia
elettrica sotto forma di energia chimica mediante reazioni di ossidoriduzione che avvengono all’interfaccia di due
elettrodi a diverso potenziale.
Esistono diverse tipologie di accumulatori ma tutte condividono la stessa struttura fondamentale: l’elettrodo a
potenziale di riduzione maggiore, sede delle reazioni di riduzione e quindi carico positivamente (catodo) riceve gli
elettroni provenienti da un elettrodo a potenziale di riduzione minore, sede delle reazioni di ossidazione e quindi
carico negativamente (anodo) tramite un conduttore di prima specie. L‘elettroneutralità delle semicelle è assicurata
da un conduttore di seconda specie (elettrolita) che permette il passaggio di ioni ma non il loro rapido scambio.
In definitiva, sono dei dispositivi in grado di convogliare in maniera ordinata l’energia chimica proveniente da reazioni
di ossidoriduzione sotto forma di energia elettrica attraverso un circuito esterno.
Alcuni parametri fondamentali che definiscono la qualità di un accumulatore sono:
 Tensione nominale: rappresenta il potenziale di cella misurato a circuito aperto, quando la batteria è “carica”;
 Capacità specifica: è la quantità di carica che è in grado di erogare per unità di peso o di volume, espressa
rispettivamente in ��ℎ/���� e ��ℎ/�� ;
Batterie per piccoli dispositivi portatili hanno capacità di 1-2 Ah mentre quelle per dispositivi ad alto consumo
(come auto elettriche) devono avere capacità di diverse centinaia di Ah;
 Densità di energia specifica: esprime la quantità di energia immagazzinabile per unità di peso o di volume di
materiale elettrodico attivo (��ℎ/���� e Wℎ/�� rispettivamente).
E’ funzione della capacità e del potenziale di cella e dipende strettamente dalla natura chimica delle specie
utilizzate. E’ importante che sia il più elevato possibile in modo da ottenere, a parità di energia, il minimo
peso e ingombro;
 Ciclabilità: cioè il numero di cicli di carica e scarica a cui può essere sottoposto l’accumulatore prima che la
capacità scenda sotto un valore di soglia, fissato generalmente all’80% di quella iniziale. Un dispositivo
commerciale dovrebbe poter sopportare diverse centinaia di cicli;
 Stabilità: le reazioni devono avvenire solo a circuito chiuso. Se queste avvengono anche quando la pila non
eroga corrente si ha il fenomeno dell’autoscarica;
 Efficienza columbica: definita come il rapporto tra la capacità accumulata durante la carica e quella erogata
nella scarica.
Negli ultimi decenni, l’interesse per lo studio e la realizzazione di batterie sempre più leggere, compatte e ad elevata
densità di energia è aumentato in relazione alla crescita esponenziale del mercato dei dispositivi elettronici portatili,
dello sviluppo di una mobilità sostenibile e di fonti di energia alternative ai combustibili fossili.
In quest’ottica, fin dagli anni ’60, è risultato chiaro come accumulatori con componenti anodici a base di litio
potessero rappresentare una risposta alle sfide tecnologiche offerte dal mercato. Il suo uso ha però conosciuto un
sviluppo estremamente lento sia a causa delle problematiche derivanti dall’uso di un materiale così reattivo sia a
causa del costo più elevato rispetto ad altre tecnologie già in commercio
[4]
.
3

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Studio di membrane polimeriche elettrofilate a conduzione ionica

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Informazioni tesi

  Autore: Leonardo Morelli
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2014-15
  Università: Università degli Studi di Roma La Sapienza
  Facoltà: Chimica Industriale
  Corso: Scienze e tecnologie chimiche
  Relatore: Maria Assunta Navarra
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 47

FAQ

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Parole chiave

litio
polimeri
accumulatori
conduzione ionica
elettrofilatura
liquidi ionici
elettroliti
batterie al litio-zolfo
poli etilen ossido (peo)
ioni litio

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