Fotovoltaico: in arrivo batterie organiche low cost

Batterie organiche prive di metallo e poco costose. A studiarne la realizzazione è un gruppo internazionale di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology di Boston nell'ambito del programma Open 2012 e portato avanti grazie ai fondi del Department of Energy Advanced Research Projects Agency-Energy. 

Una ricerca pubblicata recentemente sulla rivista Nature Communications (qui il link) e che vede nelle nuove batterie, ecologiche, un mezzo per immagazzinare energia in modo efficiente, semplice e soprattutto low cost. il problema dell'accumulare energia nasce soprattutto dove sono presenti sistemi solari ed eolici che in condizioni ottimali producono una notevole quantità di energia che però non sempre viene consumata e che rischia di andare perduta senza opportune batterie che possano entrare in funzione quando le fonti pulite non sono disponibili totalmente o anche solo parzialmente.

La novità del sistema di accumulo studiato dai ricercatori di Harward, oltre all'essere ricaricabili (gli elettroliti possono sempre essere infatti "rigenerati", facendo funzionare la batteria al contrario, con un flusso di elettricità proveniente dall'esterno), sta nel sostituire elementi come il vanadio, molto costoso sul mercato, con sostanze elettro-attive fluide a basso costo e soprattutto facili da costruire.

Si tratta dei chinoni, molecole organiche low cost simili a quelle che rendono le piante e gli animali capaci di immagazzinare energia, installate in alcuni elettroliti presenti normalmente nei serbatoio posizionati all'esterno della batteria e che scorrendo attraverso una cella elettrochimica sono in grado di trasformare l'energia chimica in elettricità. I chinoni sono presenti in abbondanza sia nel petrolio greggio sia nelle piante verdi mentre ala molecola individuata dagli studiosi del Mit è simile al quella contenuta nel rabarbaro.

Inoltre altro elemento a loro favore è il fatto che sono disciolti in acqua il che impedisce loro di incendiarsi.Attualmente poi sono presenti limitazioni legate alla quantità di energia immagazzinata infatti nelle tecnologie "tradizionali" le componenti principali, vale a dire l'hardware di conversione e il serbatoio, non sono progettate in modo indipendente. Le nuove batterie, realizzate e studiate con design innovativo consentirebbero di unire la possibilità di accumulare grandi quantità di energia a un costo inferiore. 

Grandi potenziali a costi ridotti

Secondo lo studio del dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, le batterie ricaricabili avrebbero un costo di circa 100 dollari per ogni kilowatt. Attualmente invece la sola componente in vanadio richiede una spesa di circa 80 dollari per kWh. Le batterie in sperimentazione sono costruite da due estremità. La prima, l'anodo, è composto da una soluzione diluita di chinoni in acido solforico, mentre la seconda, il catodo è costituita da bromo, decisamente low cost rispetto al vanadio.

Il primo reagisce con i protoni carichi positivamente e forma l'idrochinone ad alta energia a consentire la riduzione dei costo è l'assenza di una costosa membrana che normalmente separa le due componenti e che in questo caso sono separate grazie al fenomeno del flusso laminare. Limitazione attuale che rende la sua realizzazione ancora alla fase progettuale è quella di non garantire le stesse prestazioni delle batterie di tradizionali anche se il costo industriale sarebbe 10 volte inferiore rispetto ad una densità di carica 10 volte superiore a quella di una batteria al litio. Dai calcoli degli studiosi è stato appurato che la realizzazione di un sistema di accumula da un Mwh costerebbe soli 100mila dollari.