Dopo le batterie ad aria ecco le batteria ad acqua. Un gruppo di scienziati della Texas A&M University, infatti, ha messo a punto accumulatori con elettrodi a base di acqua e privi di metallo che, dopo anni di studio, sembrano dare ottimi risultati.
Il fatto è che questo tipo di batteria ha un funzionamento analogo a quella agli ioni di litio: hanno un catodo, caricato negativamente, e un anodo, caricato positivamente, e un elettrolita. Però gli elettrodi sono realizzati con polimeri a base d’acqua e l’elettrolita altro non è che acqua con all’interno sali organici disciolti.
Tutto merito (o colpa) dell’elettrolita
L’elettrolita è studiato, come sempre, per consentire il passaggio da una parte all’altra della cella degli ioni (le particelle portatrici di carica) ed è anche la chiave per l’accumulo dell’energia attraverso le sue interazioni con gli elettrodi.
Jodie Lutkenhaus, professoressa di ingegneria chimica e coautrice dello studio, che è stato pubblicato la scorsa settimana su Nature Materials, ha affermato: “Se un elettrodo si espande troppo durante il ciclo di carica non può condurre in modo efficiente gli elettroni. Questo comporta una perdita di prestazioni. Si tratta di un fattore chiave. Credo che ci sia una differenza anche del 1.000% nella capacità di accumulo di energia di questa batteria a seconda dell’elettrolita scelto e dei problemi di deformazione degli elettrodi”.
L’acqua complica le cose
I polimeri utilizzati per gli elettrodi, poi, hanno un funzionamento per l’accumulo di energia che non è ancora stato compreso del tutto. La loro reazione in ambiente acquoso è complessa e difficile da decifrare a causa del trasferimento simultaneo di elettroni, ioni e molecole d’acqua.
Certo, la batteria ad acqua presenta anche tanti vantaggi. Prima di tutto, è completamente ignifuga. Poi, non necessita di metalli preziosi come il litio o il cobalto ed è quindi anche relativamente facile da produrre.
“La carenza di materiali necessari alla produzione delle batterie porterà a un aumento dei prezzi – ha affermato la Lutkenhaus – ma se riusciremo a proporre alternative, allora daremo stabilità a domanda e offerta. Oltretutto che le batterie all’acqua potranno essere prodotte con facilità anche negli Stati Uniti, visto che ci sono tutti i materiali necessari reperibili in loco”.
Il dottor Daniel Tabor, coautore della ricerca, ha aggiunto: “Il nostro studio su questa tecnologia di accumulo di energia rappresenta una forte spinta verso la realizzazione di batterie senza litio. Inoltre, abbiamo un quadro più preciso di cosa, a livello molecolare, fa funzionare alcuni elettrodi della batteria meglio di altri, e questo ci dà una chiara indicazione di dove andare avanti nella progettazione dei materiali”.
Parlando di batterie innovative
