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Sistemi accumulo: nuove batterie verdi più sicure ed economiche

Sistemi accumulo: nuove batterie verdi più sicure ed economiche

Realizzata ad Harvard una nuova batteria efficiente ed economica, ma priva di sostanze tossiche, infiammabili o corrosive.

Nel settore dell’energia verde, delle rinnovabili, il concetto dello stoccaggio è molto importante, perché si tratta di fonti che non danno una regolarità di fornitura. Accumulare l’energia prodotta quando abbondano sole e vento è perciò fondamentale perché l’uso delle rinnovabili si diffonda su vasta scala. Per questo si stanno studiando sempre nuovi tipi di batterie, più efficienti, ma anche più sicure ed economiche.

È appena uscito su Science uno studio realizzato dall’Università di Harvard, che ha portato alla realizzazione di una batteria a flusso, realizzata con sostanze chimiche non tossiche, non infiammabili, non corrosive e pure economiche.

Questa nuova batteria sicura e a ridotto impatto ambientale è stata scoperta dal borsista post-dottorato Michael Marshak e da Kaixiang Lin, laureatosi all’Università di Harvard, insieme a Roy Gordon, professore di chimica e di scienza dei materiali presso la stessa università.

È stata scelta la batteria di flusso perché rispetto a quelle con elettrodi solidi immagazzina energia nei liquidi contenuti nei serbatoi esterni, come avviene nelle celle a combustibile. In tal modo la quantità di energia che può essere accumulata può aumentare semplicemente utilizzando vasche di dimensioni maggiori.

Di solito però in questo tipo di batterie sono presenti composti come vanadio disciolto in acido, utilizzato come componente attivo degli elettroliti, mentre i metalli usati sono costosi, corrosivi, difficili da gestire, e lenti dal punto di vista cinetico, comportando delle inefficienze.

L’anno scorso Michael J. Aziz, professore di tecnologie dei materiali e dell’energia presso la Harvard Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), insieme ai colleghi erano riusciti a sostituire i metalli con sostanze organiche a base di carbonio, dei chinoni, composti abbondanti in natura perché partecipano ai processi della fotosintesi e della respirazione cellulare.

I chinoni in soluzione acquosa facevano da polo negativo, mentre il polo positivo era un cuscinetto convenzionale con bromo come elettrolita, utilizzato anche in diversi altri tipi di batterie. Il bromo è però tossico e volatile e non rappresenta una scelta sicura, per cui il team di Marshak ha sondato nuove soluzioni arrivando alla sua sostituzione con uno ione atossico e non corrosivo chiamato ferrocianuro.

Si tratta di uno ione solubile, ma stabile in soluzione alcalina, per cui Marshak e colleghi hanno pensato di utilizzare una soluzione con caratteristiche basiche al posto delle solite acide, perché non corrosiva, permettendo così l’utilizzo di materiali semplici e meno costosi dei tradizionali come ad esempio la plastica. Gordon, spiega come si è potuta ottenere una batteria priva di sostanze tossiche e pericolose, ma comunque molto efficiente:

Abbiamo combinato un colorante organico comune con un additivo alimentare economico per aumentare la tensione della nostra batteria di circa il 50 per cento rispetto ai nostri materiali precedenti.

Questo tipo di batteria è perfetta per l’uso domestico, ma la sua struttura la rende facilmente scalabile: se questa nuova batteria atossica e sicura riuscirà a guadagnarsi una fetta del mercato potrebbe diventare allettante anche per le aziende.

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