Creata una nuova miscela pastosa elettricamente conduttiva e composta da particelle di biossido di manganese (MnO2) e nerofumo. Potrebbe rappresentare la nuova promessa dell'energy storage economico
Una nuova batteria di flusso semisolido che ricorda il “gelato morbido”
(Rinnovabili.it) – La batterie di flusso stanno catalizzando parecchie attenzioni da parte della ricerca e dell’industria di settore. La flessibilità del loro layout, la lunga vita, la rapidità di ricarica e l’ottima stabilità del ciclo, le rendono sistemi particolarmente allettanti. Ma sono anche abbastanza convenienti? A migliorarne l’aspetto economico è oggi un gruppo di ricercatori del MIT statunitense che ha sviluppato una speciale batteria a flusso semisolido.
Lo studio, condotto da un team interdisciplinare, ha messo a punto una miscela elettricamente conduttiva della consistenza simile alla melassa e dalla composizione estremamente economica. “La transizione verso l’energia pulita richiede sistemi di accumulo di di diversa durata per quando il sole non splende e il vento non soffia”, afferma Emre Gençer, ricercatore presso la MIT Energy Initiative (MITEI) e membro del squadra. “Il nostro lavoro dimostra che una batteria a flusso semisolido potrebbe essere un’opzione salvavita ed economica quando queste fonti non possono generare energia per un giorno o più, ad esempio in caso di disastri naturali”.
Come funzionano le batterie di flusso?
Nelle classiche flow battery, due diverse soluzioni elettrolitiche con cariche opposte vengono pompate dal rispettivo serbatoio fino ad una membrana (chiamata stack). Qui, i flussi di ioni reagiscono, convertendo l’energia chimica in energia elettrica e caricando la batteria. La durata del tempo in cui tali sistemi possono scaricarsi, rilasciando l’elettricità immagazzinata, è determinata essenzialmente dal volume delle soluzioni elettrolitiche. In teoria, finché queste continuano a fluire e reagire, si produce elettricità. Peccato che i dispostivi più efficienti come le batterie di flusso redox al vanadio, impieghino componenti costosi che le rendono insostenibili sui lunghi periodi. Ecco perché il team del MIT ha cercato elementi meno costosi che offrissero però anche un ricco potenziale energetico.
Un nuovo conduttore dalla consistenza soffice
Attraverso una serie di esperimenti da banco, i ricercatori hanno ideato un nuovo fluido conduttivo: una miscela contenente particelle disperse di biossido di manganese, spruzzate con un additivo elettricamente conduttivo, il nerofumo. Questo composto reagisce con una soluzione conduttiva di zinco o una piastra di zinco sulla pila, consentendo un’efficiente conversione dell’energia elettrochimica. “È un semisolido, un impasto liquido”, dice Narayanan. “Come una spessa vernice nera, o forse un gelato morbido”, spiegano gli scienziati.
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Il dispositivo è stato messo alla prova insieme ad altri sistemi di accumulo per valutare i costi operativi (la consistenza pastosa richiede maggiore energia durante la fase del pompaggio verso la membrana). Nel dettaglio il gruppo ha calcolato i costi per un funzionamento di 8, 24 e 72 ore scoprendo che per qualsiasi esigenza di stoccaggio superiore al giorno, la batteria flusso semisolido aveva la meglio rispetto le tradizionali redox al vanadio o le batteria a ioni di litio. Lo studio è apparso su Joule (testo in inglese).
