Accumulare energia nella polvere di ferro, è possibile?
(Rinnovabili.it) – La transizione ecologica ha bisogno di tecnologie di accumulo energetico sicure, stabili e ad alta densità. Soluzioni “piccole” ma efficienti, in grado di immagazzinare e trasportare facilmente l’elettricità in eccesso prodotta dagli impianti rinnovabili. Per gli scienziati Max-Planck-Institut für Eisenforschung e dell’Università tecnologia di Eindhoven la polvere di ferro potrebbe essere la risposta. Prendendo spunto direttamente dal mondo aerospaziale, il gruppo ha studiato i processi alla base della combustione del ferro e il loro impiego nei dispositivi per accumulare energia. Con l’obiettivo finale di valutare quanto tale approccio possa rivelarsi efficiente, sostenibile e circolare.
“Immagazzinare energia nei metalli e bruciarli per liberarla quando necessario, costituisce un metodo già applicato nella tecnologia aerospaziale”, piega la dott.ssa Laurine Choisez, prima autrice della pubblicazione apparsa su Acta Materialia. “Il nostro obiettivo era capire cosa accade esattamente nella micro e nanoscala durante la riduzione e la combustione del ferro. E come l’evoluzione della microstruttura influenzi l’efficienza del processo. Inoltre, volevamo trovare un modo per rendere questo processo circolare senza perdite di energia o materiale”.
Occhio alla microstruttura
Il processo in sé è abbastanza semplice: accumulare energia nella polvere di ferro richiede la riduzione dell’ossido di ferro a ferro. L’energia viene liberata con il processo inverso, ossia l’ossidazione del ferro in ossido di ferro.
Nel loro lavoro, Choisez e i suoi colleghi si sono concentrati sulla caratterizzazione delle polveri dopo la riduzione e l’ossidazione per valutarne la purezza, la porosità e la morfologia. La microstruttura di queste particelle risulta, infatti, un fattore determinante per l’efficienza complessiva. Hanno anche studiato la termodinamica del processo per capire se si potesse ottenere una sistema completamente circolare, senza dover aggiungere nuovi materiali o energia ad ogni nuovo ciclo.
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“Abbiamo studiato due percorsi di combustione della polvere di ferro – scrivono gli scienziati nella pubblicazione – uno in aria e uno con l’assistenza di una fiamma pilota di propano. Entrambi i processi hanno prodotto particelle cave sferiche composte da una complessa microstruttura di wüstite, magnetite e/o ematite“. Il risultato? E’ possibile accumulare energia nella polvere di ferro ma dovranno essere compiuti nuovi studi per migliorarne la circolarità complessiva, dal momento che la dimensione di alcune particelle combuste risulta ridotta rispetto alla loro dimensione originale.