Nuovi materiali per incrementare le prestazioni delle batterie di flusso
(Rinnovabili.it) – Le batterie di flusso sono uno dei più promettenti sistemi di stoccaggio energetico su larga scala: sono in grado di immagazzinare enormi quantità di energia disaccoppiandola dal sistema. La tecnologia presenta tuttavia, ancora dei problemi da superare, a partire dalle sostanze impiegate, che sono spesso tossiche, costose o difficili da gestire. Un team di ingegneri di Stanford ha elaborato una nuova soluzione per superare questi ostacoli e realizzare una batteria scalabile, sicura, efficiente ed economica.
Come spiegato nell’articolo, pubblicato sulla rivista Joule, gli scienziati hanno impiegato una nuova combinazione di materiali che è teoricamente in grado di aumentare di 10 volte la densità energetica dei dispositivi.
Nelle batterie di flusso, il catodo e l’anodo sono “in forma fluida” (elettroliti a carica positiva e negativa) e sono tenuti in serbatoi esterni. Quando necessario, vengono pompati nella cella principale dove sono separati da una membrana che consente di scambiare elettroni selettivamente per caricare o scaricare la batteria. Nel progetto di Stanford, il fluido carico negativamente è per la prima volta composto da una lega di sodio e potassio, una miscela metallica che rimane allo stato liquido a temperatura ambiente. Sul lato positivo della cella, il team ha testato invece quattro diversi liquidi a base acquosa.
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La seconda novità si trova nella membrana, composta da un materiale ceramico in ossido di potassio e alluminio. La combinazione fra i due elementi permette di ottenere il doppio della tensione massima registrata in altre batterie di flusso, il che significa una migliore densità energetica complessiva e minori costi di produzione. Il prototipo sviluppato dal team ha anche dimostrato una perfetta stabilità su migliaia di ore di funzionamento. “Le nuove tecnologie d’accumulo hanno tanti differenti parametri prestazionali da soddisfare: costi, efficienza, dimensioni, durata, sicurezza, ecc.”, spiega Antonio Baclig, co-autore dello studio. “Pensiamo che questo tipo di tecnologia abbia la possibilità, con un maggior lavoro, di soddisfarli tutti, motivo per cui siamo davvero entusiasti di ciò”. Il prossimo passo potrebbe essere quello di modificare lo spessore della membra o testare un liquido non acquoso per il lato positivo della cella.