Il riciclo degli scarti prodotti dalle cartiere tende una mano al settore dell’energy storage. I nuovi progressi della ricerca USA
L’industria cartaria può trasformare i sui rifiuti in risorse per l’accumulo
(Rinnovabili.it) – Il lignosolfonato è uno dei rifiuti dell’industria cartaria. È una sostanza organica ottenuta dalla lignina durante l’estrazione della cellulosa, spesso e volentieri trattata come semplice scarto piuttosto come sottoprodotto riutilizzabile. Eppure questo materiale si presta a diversi ri-usi grazie ad una serie di proprietà che lo contraddistinguono, dall’azione chelante a quella stabilizzante all’interno di emulsioni. Un esempio? Il lavoro svolto dai ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute, negli Stati Uniti, che hanno voluto mettere a frutto le potenzialità del lignosolfonato nel campo dell’energy storage.
Gli scienziati hanno, infatti, sviluppato un metodo per utilizzare questa biomassa per costruire batterie litio zolfo ricaricabili.
“La nostra ricerca dimostra il potenziale dell’utilizzo di sottoprodotti dell’industria cartaria per progettare materiali sostenibili e a basso costo per gli elettrodi delle batterie litio-zolfo”, spiega Trevor Simmons, co-inventore della nuova tecnologia presso il Center for Future Energy Systems (CFES). In questa tipologia di storage, il catodo è composto da una matrice di zolfo-carbonio mentre per l’anodo è impiegato un ossido di litio metallico. Nella sua forma elementare, lo zolfo non è conduttivo, ma lo diventa se combinato con il carbonio a temperature elevate. Di contro però, può facilmente dissolversi nell’elettrolita della batteria, causando il deterioramento degli elettrodi dopo solo pochi cicli.
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Fino ad oggi i ricercatori hanno utilizzato diverse forme di carbonio, dai nanotubi alle schiume complesse, per confinare lo zolfo sul posto, ma con successo limitato. “Il nostro metodo – replicano gli scienziati – fornisce un modo semplice per creare un catodo ottimale a base di zolfo da una singola materia prima”. Ma soprattutto permette di imprigionare lo zolfo nel carbonio evitando che “si mescoli” all’elettrolita.
I ricercatori hanno collaborato con la cartiera Finch Paper, che ha fornito il lignosulfonato. Questo sottoprodotto è stato riscaldato ad alte temperature più volte fino a trasformarlo in una serie di catene di atomi di zolfo sprofondate in una matrice di carbone attivo. Quindi è stato macinato e miscelato con un legante polimerico inerte per creare un rivestimento catodico. Il team di ricerca ha finora creato un prototipo di batteria al litio-zolfo che ha le dimensioni di una pila da orologio e che può essere ricaricata circa 200 volte. Il prossimo passo consisterà nel ridimensionare il dispositivo per aumentare la velocità di carica/scarica e la durata del ciclo della batteria.
