Dei ricercatori cinesi hanno sviluppato un prototipo di batteria che mantiene il 100% della capacità anche dopo centinaia di cicli di carica.
Una batteria che non perde capacità nemmeno dopo centinaia di cicli di carica/scarica. Sembra un’invenzione impossibile da realizzare, ma grazie a una ricerca, questa possibilità potrebbe presto diventare realtà.
Un team di ricercatori della Xi’an Jiaotong University in Cina ha sviluppato la redox-flow battery organica acquosa (AORFB), una batteria ad acqua che mantiene il 100% della capacità dopo 220 cicli completi di carica/scarica, un risultato che finora è stato ottenuto solamente con dispositivi molto più costosi come le batterie a flusso al vanadio o le celle al litio allo stato solido.
Come funziona la redox-flow battery
La redox-flow battery si costruisce su due liquidi, chiamati anolyte e catholyte, che scorrono attraverso una cella elettrochimica. L’energia viene immagazzinata nei liquidi stessi, che sono contenuti in serbatoi esterni.
Questo sistema consente una scalabilità molto elevata e risulta ideale per accumulare energia da fonti rinnovabili, per bilanciare la rete elettrica o per fare un backup per gli impianti industriali.
Il fulcro di questa innovazione è una molecola derivata dal naphthaleendiimide (NDI), che è stata modificata con gruppi zwitterionici (strutture che presentano una carica positiva e una negativa nella stessa molecola).
Grazie a queste caratteristiche, è possibile prevenire l’aggregazione delle molecole e aumentarne la solubilità. Le redox-flow battery possono così garantire stabilità anche in ambienti particolarmente alcalini, luoghi dove le batterie organiche tendono a degradarsi facilmente.
Quanto costa produrre le redox-flow battery?
Il costo stimato per l’elettrolita impiegato nelle redox-flow battery è di soli 6,18 dollari (circa 5 euro) per ampere-ora, un prezzo di gran lunga più basso rispetto a quello richiesto dalle batterie al vanadio, che hanno bisogno di metalli rari, costosi e potenzialmente tossici per funzionare.
Prima di cantare vittoria, è necessario valutare i rischi e i potenziali miglioramenti da apportare per rendere le redox-flow battery un prodotto di punta nel mercato energetico.
Ad esempio, le batterie dovrebbero resistere a migliaia di cicli di ricarica per risultare veramente innovative. È necessario validare il funzionamento su scala kilowatt e megawatt e, sul lungo periodo, va testata in maniera approfondita l’efficienza e la compatibilità dei materiali.
Quali sono i vantaggi della nuova super batteria
Se fosse possibile realizzare un prototipo definitivo di redox-flow battery, questo nuova batteria ad acqua potrebbe rappresentare un punto di svolta nel mercato energetico. È molto sicura grazie all’assenza di infiammabilità, ha un costo contenuto e utilizza materiali facilmente reperibili. Ma non solo. Facilita la scalabilità per l’impiego in reti elettriche decentralizzate e impianti rinnovabili e, in un futuro, potrebbe garantire che l’energia in eccesso prodotta dal sole o dal vento venga conservata in modo sicuro ed economico.
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