Il progetto
IDEA
ACTEA intende sviluppare è la tecnologia di accumulo elettrochimico calcio-ione, in linea di principio analoga alla litio-ione, in cui il calcio sostituisce il litio nel ruolo di shuttle della carica elettrica.
Il calcio è un metallo alcalino terroso divalente con eccezionale potere ossidante alla luce del potenziale redox E°=-2.87 V vs SHE (standard hydrogen electrode) della coppia Ca2+/Ca, valore molto vicino al E°=-3.04 V Vs SHE della coppia Li+/Li. In confronto con altri metalli considerati nella letteratura recente per applicazioni in batterie innovative, il calcio è quello con il potenziale redox più negativo. Le sue dimensioni ioniche (raggio ionico) sono paragonabili allo ione sodio (114 pm e 116 pm per Ca2+ e Na+, rispettivamente), un catione facilmente de-inserito ed inserito reversibilmente da numerosissimi materiali. Le prestazioni teoriche degli elettrodi al calcio metallico, così come degli elettrodi ad intercalazione di ioni calcio raggiungono valori molto elevati paragonabili alle analoghe prestazioni del litio e dei materiali per celle litio-ione. Nel complesso considerazioni più generali relative all’abbondanza globale di minerali di calcio sulla crosta terrestre (41500 mg/Kg) e il costo delle commodity più comuni di questo elemento (e.g. 200-500 euro/mton ) suggeriscono che lo sviluppo di tecnologie di accumulo elettrochimiche basate sulla chimica Ca-ione sono molto promettenti se confrontate con i limiti intrinseci delle tecnologie Li-ione (minerali di litio sulla crosta terrestre 20 mg/Kg, costo delle commodity di litio 7000-8000 euro/mton ).
OBIETTIVI
Gli obiettivi specifici del progetto riguardano:
- Preparazione e ottimizzazione di prestazione di elettroliti liquidi aprotici a base di solventi organici e sali di calcio a basso tenore di fluoro (WP2)
- Sintesi dei materiali, caratterizzazione chimico-fisica dei materiali elettrodici (WP3) e studio delle loro proprietà redox (WP4)
- Realizzazione di batterie Ca-ione complete, mediante accoppiamento e bilanciamento dei tre componenti funzionali delle batterie (WP5)