L’ossido misto di zinco-ferro (ZnFe2O4) è considerato un materiale anodico alquanto promettente per la sostituzione della grafite, attualmente impiegata nelle batterie commerciali ricaricabili litio-ione. La sua capacità specifica reversibile, attorno 1.000 mA h g-1, risulta pari a circa tre volte quella della grafite (372 mA h g-1). Pertanto, ZnFe2O4 è stato recentemente proposto come materiale attivo anodico con l’obiettivo di incrementare il contenuto di energia delle batterie litio-ione. In aggiunta, ZnFe2O4 presenta impatto ambientale e costo piuttosto ridotti (inferiori a quelli della grafite), che costituiscono un notevole valore aggiunto riguardo le potenziali applicazioni di questo materiale.
La principale problematica del materiale anodico ZnFe2O4 è la progressiva perdita di capacità (dopo un valore iniziale pari a 1.000 mA h g-1) durante i cicli di carica/scarica dovuta alla modesta reversibilità del processo elettrochimico di conversione dell’ossido misto zinco-ferro. Inoltre, la sintesi di ZnFe2O4 è attualmente condotta attraverso processi che richiedono condizioni operative gravose e solventi organici tossici e/o infiammabili.
Scopo del progetto è superare i limiti delle tecnologie di sintesi convenzionali utilizzati attualmente per la produzione di ZnFe2O4. La tecnologia di sintesi proposta denominata DAA-HEBM (Dispersing Agent Assisted-High Energy Ball Milling) consiste in un processo meccanochimico innovativo che non impiega alcun solvente, sostenibile, a basso costo, e di facile esecuzione/scalabilità. Inoltre, sarà investigata la possibilità di stabilizzare la capacità erogata durante i cicli di carica/scarica attraverso rivestimento delle particelle ZnFe2O4 mediante carbone.
L’obiettivo principale del progetto PROMESSA è la sintesi del materiale anodico ZnFe2O4 mediante processo DAA-HEBM.