Un gruppo di ricercatori è riuscito a trasformare la “harmful algal bloom” del lago Eire in elettrodi di una batteria agli ioni di sodio
(Rinnovabili.it) -A volte i problemi contengono al loro interno grandi opportunità. E’ il caso delle fioriture algali nocive (fenomeno che vede un rapido aumento e accumulo della popolazione di alghe in un sistema idrico) a cui va incontro stagionalmente il lago Eire, in Ohio. Lo scorso agosto il problema ha raggiunto un livello tale da avvelenare l’intero sistema idrico della città di Toledo, lasciando quasi mezzo milione di abitanti senza acqua potabile. Ma un gruppo di ricercatori della Wayne State University di Detroit è riuscito a trasformare questa minaccia naturale, in un vantaggio tecnologico. Come? Impiegando quella che in termini scientifici viene chiamata “harmful algal bloom” (HAB) come base di una batteria ad alte prestazioni.
La fioritura del lago Eire è il risultato dei cianobatteri (noti come alghe blu-verdi). “La crisi idrica che ha colpito Toledo nel 2014 – spiegano i ricercatori – è un vivido esempio del loro impatto potente e distruttivo. Le tecnologie esistenti per mitigare l’HAB sono considerate ‘passive’ e hanno alcune limitazioni. Trovare vie alternative per convertire la fioritura algale in prodotti ad alto valore funzionale, avrebbe un impatto significativo sulla nostra società e l’ambiente”. Gli scienziati hanno raccolto i cianobatteri e hanno dimostrato che, attraverso il loro riscaldamento a temperature di 700-1000 °C in presenza di gas argon, le HAB possono essere convertite in un materiale chiamato “carbonio duro”. E questo a sua volta può essere impiegato per realizzare elettrodi a basso costo ma alta capacità in batterie agli ioni di sodio.
Dopo aver riscaldato la biomassa algale, i ricercatori hanno creato gli elettrodi a partire da una miscela composta all’80% da carbonio duro (ottenuto dalle microalghe), da un 10% nerofumo (per migliorare la conducibilità) e un 10% di legante. Dopo l’essiccazione, questo impasto è stato impiegato per ottenere pile a bottone con un foglio di sodio come contro-elettrodo.
“Abbiamo dimostrato la conversione dell’HAB, raccolta di recente dal lago Erie, in elettrodi ad alte prestazioni. Noi lo chiamiamo approccio ‘trash-to-treasure‘. Questa tecnologia potrebbe essere promettente per mitigare il problema e superare la minaccia ambientale, fornendo elettrodi verdi”. I test hanno dimostrato che gli elettrodi iniziano con un’elevata capacità di 440 mAh / g, ma soffrono di una perdita di prestazioni irreversibile dopo il primo ciclo, portando la capacità fino a circa 230 mAh / g. “La nostra ricerca futura si concentrerà sull’ottimizzazione delle prestazioni elettrochimiche del carbonio HAB-derivato” .
