Arriva dall'EPFL, una nuova batteria redox a doppio flusso in grado di "scaricare" i suoi elettroliti in reattori catalitici esterni per la produzione di idrogeno
La nuova batteria a doppio flusso Made in Switzerland
(Rinnovabili.it) – Un’alternativa all’elettrolisi dell’acqua per la produzione di idrogeno pulito? L’innovativa batteria di flusso realizzata dagli scienziati dell’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), in Svizzera. Qui i ricercatori Danick Reynard e Hubert Girault hanno studiato e modellato un sistema a doppio flusso vanadio-manganese per lo stoccaggio di energia elettrica e la generazione del prezioso vettore.
Il punto di partenza è ovviamente la cosiddetta redox flow battery, un tipo di cella elettrochimica in cui l’energia è fornita da due componenti chimici disciolti in liquidi che vengono pompati da altrettanti serbatoi fino ai lati separati di una membrana. Questa tecnologia di stoccaggio sta conquistando sempre più attenzioni da parte del mondo energetico. Se confrontata con i dispositivi a base di ioni di litio presenta alcuni vantaggi nelle applicazioni stazionarie su larga scala. A partire dal lungo ciclo di vita, dalla flessibilità e sicurezza d’uso e dall’indipendenza tra energia stoccata e potenza erogata. Inoltre non presenta i problemi di degradazione mostrati attualmente dal litio. Ad oggi, tuttavia, il costo relativamente elevato, la bassa densità energetica e il moderato livello di industrializzazione rispetto ad altre tecnologie ne limitano la penetrazione nel mercato.
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Una via per rimuovere almeno una parte degli ostacoli odierni potrebbe essere quella intrapresa nei laboratori di elettrochimica dell’EPFL. I due ricercatori hanno presentato un nuovo sistema che combina una batteria di flusso redox convenzionale con reattori catalitici. Questi sistemi sono capaci di produrre idrogeno dal fluido che circola nei serbatoi. Il vettore, afferma Reynard, “viene prodotto attraverso un processo catalitico che utilizza l’energia della batteria per dividere le molecole d’acqua nei loro due componenti, idrogeno e ossigeno […] Ma questo idrogeno può essere considerato pulito solo se l’energia utilizzata per caricare le batterie è rinnovabile”.
L’innovativa batteria redox a doppio flusso – descritta in un articolo su Cell Reports Physical Science (testo in inglese) – offre alcuni vantaggi rispetto alla versione tradizionale. Primo fra tutti la possibilità di ampliare la capacità. “Nel nostro sistema, una volta che la batteria è completamente carica, può scaricare fluido nei reattori esterni. A loro volta generano idrogeno che può essere immagazzinato e utilizzato in seguito, liberando spazio di stoccaggio nella batteria stessa”, aggiunge Reynard. Secondo lo studio il dispositivo dimostra un’efficienza energetica media del 68% a una densità di corrente di 50 mA/cm2 (tensione della cella = 1,92 V) e una densità di energia relativa superiore del 45% rispetto alle batterie di flusso redox convenzionali, interamente al vanadio.
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