I progressi australiani sulla batteria protonica ricaricabile
(Rinnovabili.it) – Il ricercatore John Andrews della RMIT University, a Melbourne, è riuscito dove altri hanno fallito: insieme al suo team ha realizzato la prima “batteria protonica ricaricabile“, nuovo ibrido del mondo dell’accumulo. Gli scienziati si spingono a sostenere che la loro invenzione possa addirittura rappresentare una valida alternativa alle batterie al litio essendo più ecologica e in grado di immagazzinare una quantità di energia maggiore. I tempi non sono ancora maturi per un confronto sul mercato fra le due tecnologie, ma il dispositivo di Andrews offre di sicuro una chance progettuale innovativa ai sistemi di storage, sia quelli stazionari che quelli mobili o portatili.
“Il nostro ultimo progresso – spiega lo scienziato – costituisce un passo avanti fondamentale verso batterie a protoni economiche e sostenibili che possano aiutare a soddisfare i futuri bisogni energetici senza danneggiare ulteriormente il nostro già fragile ambiente”.
Ma al di là delle entusiastiche parole, cosa è realmente una batteria ai protoni? Il nome nasconde una sorta di mix tecnologico. Il team è partito da una cella a combustibile con membrana a scambio protonico (nota anche con l’acronimo PEM), ossia una pila che trasforma in elettricità l’energia chimica che viene liberata facendo reagire idrogeno e ossigeno. Si tratta di un’invenzione che risale addirittura ai primi anni settanta dello scorso secolo, per molto tempo limitata al settore aerospaziale a causa degli alti costi dei materiali. I ricercatori hanno reso la PEM reversibile (trasforma l’energia chimica in elettrice e viceversa) e hanno integrato nella sua architettura un elettrodo in carbonio poroso per lo stoccaggio a stato solido dell’idrogeno.
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Durante la carica, gli ioni idrogeno (o protoni) prodotti dalla scissione dell’acqua nella cella a combustibile sono condotti attraverso la membrana fino all’elettrodo in carbonio, dove si combinano con elettroni per rimanere conservati nella forma atomica dell’idrogeno. In fase di scarica questo processo è invertito: gli atomi di idrogeno vengono rilasciati dal deposito e perdono un elettrone per diventare nuovamente protoni. Questi protoni quindi passano attraverso la membrana cellulare dove si combinano con l’ossigeno e gli elettroni dal circuito esterno per riformare l’acqua.
Uno dei principali vantaggi potenziali della batteria protonica ricaricabile è l’efficienza energetica molto più elevata rispetto ai convenzionali sistemi a idrogeno, tale da renderla paragonabile alle batterie agli ioni di litio.
“Il lavoro futuro si concentrerà su un ulteriore miglioramento delle prestazioni e della densità di energia attraverso l’uso di materiali sottili come il grafene, con l’obiettivo di realizzare una batteria protonica realmente competitiva con il litio”.
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