Tra i vari tipi di batterie che usate nei sistemi di accumulo, ci sono anche quelle a flusso. Sono costituite da due camere, ciascuna riempita con un apposito liquido, e si ricaricano attraverso una reazione elettrochimica che consente di immagazzinare energia rilasciata poi grazie al collegamento con un circuito esterno che alimenta vari dispositivi.
Fin qui, tutto ok. La novità sul tema riguarda il fatto che alcuni ricercatori del Pacific Northwest National Laboratory del Dipartimento di Energia degli Stati Uniti hanno trovato il modo di innalzare le prestazioni di questo tipo di batterie e di stabilizzarle nel tempo facendole funzionare senza perdite e degrado per più di un anno aggiungendo… zucchero.
Fino al 60% in più di energia
Lo studio, appena pubblicato sulla rivista Joule, descrive in dettaglio l’inedito utilizzo di uno zucchero semplice, chiamato β-ciclodestrina (un derivato dell'amido), per aumentare la longevità e la capacità della batteria. In una serie di esperimenti, gli scienziati hanno ottimizzato il rapporto tra le sostanze chimiche nel sistema fino a raggiungere il 60% in più di potenza di picco.
Quindi hanno fatto funzionare la batteria più e più volte per oltre un anno, interrompendo l'esperimento solo quando un semplice tubo di plastica si è guastato. Durante tutto quel tempo, la batteria a flusso non ha subito alcun altro tipo di degrado, arrivando a più di un anno di uso continuo con una perdita di capacità minima.
Una scoperta “casuale”
"Stavamo cercando un modo semplice per dissolvere più fluorenolo nel nostro elettrolita a base acquosa - ha detto Ruozhu Feng, il primo autore del nuovo studio -. La β-ciclodestrina ha contribuito a farlo in modo modesto, ma il vero vantaggio è stata questa sorprendente capacità catalitica". L'additivo β-ciclodestrina, che è disciolto in soluzione, accelera la reazione elettrochimica con cui la batteria a flusso immagazzina energia e poi ne consente il rilascio in un processo chiamato catalisi omogenea.
"Questo è un approccio nuovo di zecca allo sviluppo dell'elettrolita della batteria a flusso - ha affermato Wei Wang, ricercatore di batterie del PNNL e principale autore di questo studio -. Abbiamo dimostrato che è possibile utilizzare un tipo di catalizzatore completamente diverso progettato per accelerare la conversione dell'energia. Inoltre, poiché è disciolto nell'elettrolita liquido, elimina la possibilità che un solido si stacchi e incrosti il sistema".
Un ruolo fondamentale per il futuro
Le batterie a flusso, come detto, si compongono di due serbatoi esterni, contenenti un liquido che circola costantemente attraverso di esse per fornire l'elettrolita. Più sono grandi i serbatoi, maggiore è l'energia che la batteria a flusso può immagazzinare.
Se vengono sovradimensionate fino a diventare grandi come un campo di calcio o più, le batterie a flusso possono fungere da generatori di riserva per la rete elettrica pubblica. Potendo essere costruite su qualsiasi scala, da quella di un banco da laboratorio a quella di un intero isolato, sono considerate fondamentali in una strategia di decarbonizzazione basata sulle rinnovabili.
Si pensa anche al miele, senza dimenticare il sale
Adesso il team di ricerca sta lavorando per migliorare ulteriormente il sistema. Sta sperimentando altri composti simili alla β-ciclodestrina. Tra questi, il miele, che potrebbe rendere meno denso il liquido, con ulteriori vantaggi per affidabilità e rendimento.
Pensando agli ingredienti “comuni” utilizzati nei sistemi di accumulo, non si devono dimenticare le batterie al sale e quelle “di sabbia”. Entrambe sono studiate per immagazzinare energia sotto forma di calore.
Impianti d'accumulo e rinnovabili
Fonte: ScienceDaily