La batteria al rabarbaro che costa poco e non inquina

Quando si parla di energia da fonti rinnovabili, uno dei problemi più spesso citati è la difficoltà di accumulare l'energia prodotta in quei modi.

È un'energia la cui produzione varia durante il giorno e durante i vari periodi dell'anno: l'energia solare non si può produrre di notte, quella eolica ha bisogno del vento. Ci sono così momenti in cui la produzione è insufficiente e altri in cui è persino eccessiva.

La soluzione sarebbe quindi l'utilizzo delle batterie, ma i limiti della tecnologia attuale sono tutt'altro che secondari: le batterie sono costose, hanno un'efficienza limitata e vengono costruire usando materiali tossici, con il conseguente rischio per l'ambiente.

Adesso però esiste un'alternativa. Alcuni ricercatori dell'Università di Harvard, dell'Università di Tor Vergata e della Fondazione Bruno Kessler di Trento hanno ideato delle batterie che costano poco, non inquinano e devono la loro esistenza al rabarbaro.

Sviluppata da Green Energy Storage, la cosiddetta batteria al rabarbaro ha il suo segreto nei chinoni, composti organici che si possono estrarre con facilità proprio dal rabarbaro e che hanno la capacità di poter subire rapide ossidazioni e riduzioni reversibili durante numerosi cicli senza degradarsi.

Il risultato è una batteria a flusso il cui funzionamento è ispirato a quanto fanno gli esseri viventi.

«A differenza dalle batterie convenzionali come batterie ad elettrodi solidi, le batterie a flusso immagazzinano l'energia al di fuori del contenitore della batteria, all'interno di serbatoi chimici» spiega il professor Micheal J. Aziz, di Harvard. «Nelle batterie avvengono reazioni di riduzione e ossidazione da una parte e l'altra di una membrana convertendo l'energia elettrochimica in energia elettrica (o viceversa). In contrasto con le batterie a litio, le batterie a flusso hanno il grande vantaggio di poter aumentare la capacità di energia semplicemente aumentando la grandezza del serbatoio chimico».

Inoltre, anziché elementi rari e preziosi, la batteria al rabarbaro usa materiali comuni e di basso costo: gli elettroliti - spiega sempre il professore - costano meno del 10% del vanadio o di altri elementi rari utilizzati, e sono più facili da trovare.

«Noi utilizziamo l'antrachinone per circa la metà del nostro sistema. Allo stesso modo, l'idrogeno bromuro è una sostanza chimica industriale comune ed ampiamente disponibile a basso costo» racconta Aziz. E i chinoni utilizzati non sono tossici.

«Per la metà positiva della nostra batteria abbiamo utilizzato una nota architettura chimica basata sull'idrogeno bromuro. Questo è un sistema chimico maturo adatto per una prima dimostrazione della nostra tecnologia ma richiede una manipolazione sicura e non deve essere disperso nell'ambiente. Uno dei nostri principali obiettivi per i prossimi tre anni di progetto, finanziato dal Dipartimento dell'Energia USA (ARPA-E) è di sviluppare un elettrolita a base di chinoni per sostituire il bromuro di idrogeno e che di conseguenza genererà una batteria a flusso poco costosa e non tossica» spiega ancora il professore.

Per quanto riguarda le applicazioni, il professor Aziz pensa agli impianti di medio/grandi dimensioni, tra i 100 kW e 1 MW, o ancora più grandi, e naturalmente un utilizzo per compensare le fluttuazione dell'energia prodotta da fonti rinnovabili.

«Per fare un esempio, il più importante ostacolo tecnico all'ampia diffusione dell'energia eolica e solare è la loro intermittenza. Se siamo in grado di produrre batterie su larga scala di grandi dimensioni che riescono ad immagazzinare grandi quantità di energia in modo sicuro e conveniente, potremmo risolvere questo problema rendendo l'energia eolica e solare facilmente utilizzabile quando se ne ha necessità» conclude Aziz.

Al momento si prevede che il commercio delle batterie al rabarbaro possa iniziare nel 2017, ma già entro la metà del 2016 saranno realizzati i prototipi con potenza superiore al kilowatt.


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