Testate diverse tecniche per migliorare le prestazioni del sale K2CO3 aumentando la velocità di carica e scarica delle batteria.
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(Rinnovabili.it) – E se in un futuro non troppo lontano le batterie al sale costituissero la forma più economica ed ecologica per l’accumulo energetico domestico. A quest’obiettivo sta lavorando Jelle Houben, ricercatore presso l’Università della tecnologia di Eindhoven (TU/e) nei Paesi bassi, in collaborazione con lo spin-off Cellcius. Nella sua tesi di dottorato, intitolata Accelerating Thermochemical Energy Storage by Doping, Houben ha cercato e dimostrato come sia possibile aumentare la capacità delle batterie al sale grazie all’aggiunta di “stimolanti chimici“. Ma per comprendere nel dettaglio i progressi raggiunti è necessario fare qualche passo indietro.
Cosa sono le batterie al sale?
Oggi con il termine batterie al sale (o salt battery) vengono indicate, spesso impropriamente, diverse tecnologie come le celle elettrochimiche che impiegano gli ioni sodio o le unità termiche che utilizzano sali fusi come elettrolita. Il lavoro di Houben si è concentrato su una specifica batteria termica a base di sali idrati. Di cosa si tratta? Di un tipo di sali inorganici che contengono molecole di acqua incorporate nelle loro strutture cristalline a temperatura ambiente. Riscaldati liberano l’acqua sotto forma di vapore, cambiando struttura. Quando vapore e sale si rincontrano l’acqua si lega nuovamente al sale rilasciando calore.
Su questo principio TU/e e l’organizzazione di ricerca olandese TNO avevano già realizzato nel 2022 un primo prototipo di batteria domestica: un grande armadio costituito da 15 coppie di “scatole”, ognuna delle quali rappresentava una batteri, per una capacità di stoccaggio complessiva di oltre 200 kWh.
Batterie al sale domestiche più veloci da caricare
Il lavoro di Houben è stato quello di testare diverse tecniche per migliorare le prestazioni del sale idrato aumentando la velocità di carica e scarica della batteria. La soluzione più promettente? L’aggiunta di sostanze dopanti come l’acetato di potassio, un composto economico ed ampiamente disponibile. Secondo quanto riportato nella tesi, i droganti possono accelerare il tasso di idratazione di K2CO3 (il sale idrato usato nella batteria di Houben) aumentando l’assorbimento d’acqua. “Utilizzando droganti organici è dimostrato che la mobilità [ionica] può essere aumentata da 1 a quasi 4 ordini di grandezza rispettivamente per l’acetato di potassio e il formiato di potassio.”
“I risultati sono promettenti”, ha spiegato il ricercatore a Cursor. “Siamo riusciti a migliorare la batteria in modo stabile a livello di polvere. Tuttavia, utilizzeremo pastiglie di sale in forma solida per un sistema prototipale, motivo per cui avremo bisogno di ulteriori ricerche di follow-up”.
Quartieri riscaldati da salt battery mobili
L’obiettivo numero uno dello scienziato è realizzare e testare una nuova generazione di batterie al sale domestiche e, perché no, anche a sistemi di accumulo mobili per soddisfare le esigenze di riscaldamento di interi quartieri. I primi esperimenti sono già in corso. Un sistema dimostrativo è già operativo presso il campus TU/e. Un secondo, più grande, realizzato in collaborazione Cellcius verrà testato nel riscaldamento domestico. Nel dettaglio fornirà calore a una cinquantina di abitazioni e ogni settimana sarà trasportato ad una fabbrica locale per essere ricaricato con il calore di scarto.
