Un'incredibile batteria innovativa che aiuta l'energia solare ed eolica a produrre elettricità

Negli Stati Uniti alcuni ricercatori dell' "U.S. Department of Energy's (DOE) SLAC National Accelerator Laboratory" e della Stanford University hanno progettato una batteria a lunga durata a basso costo che potrebbe consentire a energia solare ed eolica di diventare i principali fornitori della rete elettrica.

Yi Cui, professore associato di scienza dei materiali e ingegneria e membro dello Stanford Institute, ha affermato circa il progetto: "per utilizzare in un modo significativo l'energia solare ed eolica, abbiamo bisogno di una batteria fatta di materiali economici, facili da trovare ed efficienti. Crediamo che la nostra nuova batteria può essere la migliore mai creata per regolare le fluttuazioni naturali di queste energie alternative".

In breve Cui ha affermato che la batteria potrebbe essere l'unica nel suo genere e garantire un'efficienza mai vista prima nell'utilizzo di energie alternative per la produzione di energia elettrica.

LA NECESSITA' DI UNA BATTERIA EFFICIENTE

Cui e i suoi colleghi hanno riportato i loro risultati di ricerca, alcuni supportati dal nuovo Joint Center for Energy Storage Research del DOE, nel numero di maggio di Energy & Environmental Science.

 Per comprendere perché la batteria ideata a Stanford è di grande importanza bisogna sottolineare che attualmente la rete elettrica non può tollerare grandi e improvvisi sbalzi di tensione causati da ampie oscillazioni nella luce del sole e del vento. Di conseguenza il sistema di accumulo di energia deve essere disponibile per appianare i picchi e le valli di questa potenza "intermittente" e immagazzinare l'energia in eccesso. Come ci si può riuscire?

Tra le batterie più promettenti per lo stoccaggio oggi ci sono le batterie "flow" che permettono di gestire grandi capacità di energia, ma la nuova batteria sviluppata dal gruppo di Cui ha delle caratteristiche in più: un design semplificato, meno costoso, e presenta una soluzione potenzialmente redditizia per una produzione su larga scala.

ASPETTI POSITIVI E NEGATIVI DELL'UTILIZZO DELLE BATTERIE

Le batterie utilizzate per l'energia solare ed eolica non sono tutte uguali e presentano aspetti sia positivi che negativi; vediamo queste caratteristiche più da vicino: le batterie "flow" pompano due diversi liquidi attraverso una camera di interazione in cui le molecole disciolte subiscono reazioni chimiche che conservano energia, infatti l'utilizzo delle batterie ha come scopo proprio quello di immagazzinare l'energia in eccesso.

La camera delle batterie contiene una membrana che permette agli ioni non coinvolti nelle reazioni di passare tra i liquidi mantenendo gli ioni attivi fisicamente separati. Ma questa batteria ha due grossi inconvenienti: il costo elevato dei liquidi dei materiali rari come il vanadio e la membrana, che è anche molto costosa e richiede una manutenzione frequente.

Il funzionamento costoso della batteria flow

(Il funzionamento della batteria flow è molto costoso e questo è un pesante inconveniente per il suo utilizzo - foto da www6.slac.stanford.edu)

I VANTAGGI DELLA BATTERIA STANFORD/SLAC

Se le batterie "flow" hanno degli aspetti negativi che le portano ad essere molto costose e poco convenienti anche per la manutenzione che richiedono, il nuovo progetto della Stanford/SLAC non ha gli stessi inconvenienti. Il progetto infatti prevede che la batteria utilizzi solo un flusso di molecole e non necessita di una membrana. Le molecole sono costituite prevalentemente da elementi relativamente poco costosi come il litio e lo zolfo e l'intero flusso molecolare viene dissolto in un solvente organico, che non presenta i problemi di corrosione di batterie di flusso a base d'acqua.

Yi Cui, parlando delle prestazioni della nuova batteria, ha anche affermato che "Nei test iniziali di laboratorio, la nuova batteria ha anche mantenuto eccellenti prestazioni di stoccaggio energetico con più di 2.000 tra carichi e scarichi, equivalenti a più di 5,5 anni di cicli giornalieri".

In futuro il gruppo di Cui programma di fare ricerche per ottimizzare il processo di accumulo di energia, avviare discussioni con esperti nel settore e identificare potenziali problemi di ingegneria.

VIDEO DIMOSTRATIVO SULLE POTENZIALITA' DELLA NUOVA BATTERIA


Per dimostrare il concetto su cui si basa la batteria, i ricercatori hanno creato un sistema in miniatura utilizzando semplici oggetti di vetro. L'aggiunta di una soluzione di polisolfuro di litio al pallone produce immediatamente elettricità che accende un LED. Una versione della nuova batteria dovrebbe memorizzare molte megawattora di energia.

AutoreEleonora Iuele

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