Fotovoltaico: in arrivo batterie organiche a basso costo

Fotovoltaico: in arrivo batterie organiche a basso costo

Novità per le batterie nel fotovoltaico: ecco quelle organiche a basso costo, come funzionano.

Batterie organiche prive di metallo e poco costose: è il progetto realizzato da un team di ricercatori di Harvard, nell’ambito del programma Open 2012 e finanziato dal Department of Energy Advanced Research Projects Agency-Energy. Lo studio, apparso sulla rivista Nature, promette una metal-free flow battery, in grado di abbattere i costi in fase di immagazzinamento dell’energia in eccesso.

Immagazzinare energia in modo semplice, efficiente e poco costoso, è il cruccio di chi studia la possibilità di un’alimentazione alternativa dei nostri centri urbani: gli eccessi prodotti dai sistemi eolici e solari o, al contrario, le carenze, devono essere affrontare grazie ad efficienti metodi di accumulo dell’energia, che garantiscano all’utente la possibilità di un uso costante delle fonti pulite.

Il sistema di accumulo progettato dai ricercatori di Harvard è una così detta batteria di flusso: un tipo di batteria ricaricabile in cui alcuni elettroliti contenenti una o più sostanze elettro-attive fluide, solitamente stoccati in serbatoi all’esterno della batteria, scorrono attraverso una cella elettrochimica che converte l’energia chimica in energia elettrica.

Le sostante elettro-attive solitamente sono molto costose: per ovviare al problema, i ricercatori di Harvard hanno sostituito elementi costosi come il vanadio, con molecole organiche low cost e facili da produrre, i chinoni, simili a quelle capaci di immagazzinare energia in piante ed animali.

La quantità di energia che può essere immagazzinata è limitata solo dalle dimensioni dei serbatoi esterni: un design innovativo consentirebbe di accumulare grandi quantità di energia a un costo nettamente inferiore rispetto alle tecnologie tradizionali. Questo è permesso dal fatto che le due componenti principali, l’hardware di conversione e il serbatoio sono progettate e costruite in modo indipendente: cosa che non avviene, ad esempio, nelle batterie ad elettrodi solidi progettate per le auto elettriche. Roy G. Gordon, docente di chimica che fa parte del team di Harvard, ha spiegato:

Il settore dello stoccaggio energetico usa solitamente ioni metallici in vari stati di carica: ma la quantità di ioni da inserire nella soluzione è limitata e nessuna tipologia è capace di immagazzinare grandi quantità di energia rinnovabile a basso costo. Grazie alle molecole organiche, oggi si può introdurre un nuovo vasto insieme di possibilità per accumulare energia a costi contenuti.

I chinoni si trovano in abbondanti quantità sia nel petrolio greggio, che nelle piante verdi: la molecola usata dalla squadra di Harvard è quasi identica a quella contenuta nel rabarbaro. Inoltre, i chinoni sono disciolti in acqua, che cosa che impedisce loro di prendere fuoco. Michael J. Aziz, altro membro del team, ha sottolineato:

Il sistema appena messo a punto dal nostro team potrebbe,teoricamente, essere installato su qualsiasi nodo sulla griglia

I ricercatori di Harvard hanno spiegato che, una volta completati i test, la nuova batteria di flusso sarà progettata su scala commerciale.

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