Un team del Pacific Northwest National Laboratory ha sostituito i costosi materiali normalmente impiegati nelle batterie di flusso con alcune molecole organiche. E i risultati sono stati un successo
(Rinnovabili.it) – Tempo di “saldi” per le batterie di flusso: grazie a nuovi materiali attivi i costi di questi dispositivi di energy storage potrebbero essere tagliati, a breve, fino al 60%. Il merito è di una nuova ricerca pubblicata sulla rivista scientifica Advanced e condotta dal Pacific Northwest National Laboratory. Qui, un team di ricercatori, si è messo in testa di trovare dei validi sostituti ai materiali costosi normalmente impiegati, cercando tra le molecole organiche. “Il passaggio da elementi metallici di transizione a molecole sintetizzate rappresenta un avanzamento significativo perché collega i costi della batteria alla produzione in sé piuttosto che ai prezzi delle materie prime”, spiega Imre Gyuk, responsabile del programma di Energy Storage per il Dipartimento dell’Energia americano, che ha finanziato questa ricerca.
Le batterie a flusso sono un tipo di batteria ricaricabile, in cui gli elettroliti vengono fatti fluire attraverso una cella elettrochimica che converte l’energia chimica in energia elettrica. La caratteristica principale di questa tecnologia è l’indipendenza tra l’energia stoccata e la potenza erogata: l’energia immagazzinata dipende infatti dal volume e dalla concentrazione di elettrolita contenuto nei serbatoi; la potenza invece è funzione della superficie della membrana attraverso cui avviene lo scambio ionico e del sistema di conversione della potenza. Il design inoltre riduce notevolmente tutti i problemi di sicurezza che oggi tormentano il prodotto numero uno nell’accumulo energetico moderno, ovvero le batterie al litio.
Attualmente le batterie di flusso più diffuse (circa il 79%), spiegano i ricercatori, sono quelle al vanadio, elemento raro e dunque costoso.
Per rimpiazzarlo il team ha realizzato una batteria a base di metil viologeno come anolita o elettrolita negativo, e di idrossi-tetrametilpiperidina-ossile (TEMPOL) come elettrolita positivo. “L’utilizzo di materiali facilmente reperibili rende la nostra batteria di flusso acquosa e completamente organica, più sostenibile e rispettosa dell’ambiente. Di conseguenza, può rendere anche le operazioni di stoccaggio dell’energia rinnovabile più verdi”, ha commentato Wei Wang, autore della ricerca.
Per testare il nuovo design, Wang e colleghi hanno creato una piccola batteria da 600 milliwatt, caricandola e scaricandola a varie densità di corrente elettrica, che vanno da 20 a 100 milliampere per centimetro quadrato. Durante il test si sono registrate prestazioni ottimali tra 40 e 50 milliampere per centimetro quadrato, dove la batteria ha mantenuto circa 70 per cento della tensione iniziale. I ricercatori hanno potuto valutare che il nuovo dispositivo è in grado di continuare ad operare ben oltre 100 cicli.
