Non passa giorno senza che non venga annunciata qualche nuova tecnologia riguardante il mondo delle batterie. Fino a qualche tempo fa c’erano quelle agli ioni di litio e poco altro. Oggi c’è il litio-metallico, il litio ferro fosfato, il litio zolfo, gli ioni di sodio e chi più ne ha più ne metta.
Ma di batteria agli ioni di ossigeno, però, non si era ancora sentito parlare. Non in modo diffuso, per lo meno. Però, grazie allo studio della facoltà di ingegneria dell’Università di Vienna, forse tra qualche tempo anche questo tipo di accumulatore troverà qualche applicazione. I vantaggi che offre, infatti, sono evidenti.
Deriva dalle fuel cell
Ma come funziona una batteria agli ioni di ossigeno? L’elemento chiave è rappresentato da un particolare materiale ceramico che è in grado di assorbire e rilasciare proprio ioni di ossigeno quando viene applicata una tensione elettrica. Gli ioni possono muoversi in entrambe le direzioni generando corrente elettrica.
“Per realizzare la batteria agli ioni di ossigeno abbiamo sfruttato l’esperienza maturata con i materiali ceramici utilizzati per le celle a combustibile – ha spiegato Alexander Schmid, uno dei ricercatori austriaci che ha preso parte all’iniziativa - . è stato analizzando quelli che ci siamo chiesti se potessero essere utilizzati anche per realizzare una batteria”.
Poca densità, tanta durata
Il professor Jurgen Fleig, che ha coordinato il team di ricerca, ha aggiunto: “Il principio di base è molto simile a quello di una batteria agli ioni di litio. Certo, abbiamo una densità energetica minore, ma i nostri materiali offrono alcuni vantaggi importanti. La ceramica, ad esempio, non è infiammabile. Inoltre, i costi di produzione sono molto contenuti perché i materiali necessari sono economici e facilmente reperibili”.
Il prototipo utilizzato per lo studio adotta ancora alcuni elementi costosi. Ad esempio, nella prima batteria agli ioni di ossigeno, si usa ancora una componente in lantanio. “Però – ha voluto sottolineare il prof. Fleig – nelle nostre batterie possiamo prendere i singoli elementi e sostituirli con altri meno costosi. La ricerca in questo senso è già in corso e siamo sicuri che metteremo a punto una batteria senza materiali preziosi”.
Le batterie di un sistema di accumulo legato a turbine eoliche
Si sposa con le rinnovabili
Forse, però, la caratteristica principale delle batterie agli ioni di ossigeno riguarda la grandissima durata. Possono essere utilizzate per migliaia di cicli senza che perdano in prestazioni e, anche una volta “usurate”, possono essere facilmente rigenerate. Come? Basta rimpiazzare l’ossigeno che era contenuto all’interno con altro recuperato semplicemente dall’aria che respiriamo.
Per ora le batterie agli ioni di ossigeno hanno una densità pari a soli un terzo di quella degli ioni di litio. Questo non la rende adatta né alle auto elettriche né ai dispositivi elettronici. Però è ideale per i sistemi di accumulo. Anche perché funziona correttamente a temperature comprese tra i 200 e i 400 gradi centigradi. Quindi, si sposa perfettamente con gli impianti stazionari che ricevono elettricità da fonti rinnovabili.