Batterie di accumulo, ricerca prosegue anche sul fronte Litio-Aria

Il futuro del fotovoltaico e delle fonti rinnovabili, il futuro della mobilità elettrica pulita, il futuro di tutte le fonti energetiche cosiddette “intermittenti”, dipenderà da come si riuscirà ad immagazzinare e riutilizzare l’energia prodotta. Il sole, ad esempio, nel momento in cui produce energia è una fonte molto efficace. Ma quando il sole non splende per reperire energia bisogna affidarsi ad altre fonti più “stabili” e “programmabili”, tipo l’idroelettrico. Stessa cosa per la fonte eolica.

Nel momento in cui una fonte rinnovabile produce energia, per sfruttarla al meglio, bisogna avere la possibilità di accumularla temporaneamente in sistemi di accumulo per rendere disponibile energia pulita anche nei momenti in cui non viene prodotta ed utilizzata in maniera istantanea.

La ricerca, sul fronte dell’energy storage ha già fatto passi da gigante, ed altrettanti ne sta facendo per cercare gradualmente di ridurre i costi, aumentare l’efficienza dell’accumulo e la durata delle batterie aumentando i cd. “cicli di ricarica”.

Una tecnologia che oggi sembra dare buone prospettive è quella relativa alle “batterie Litio-Aria”.

Un gruppo di ricercatori dell’Università di Cambridge guidato da Clare Grey e Tao Liu, professori emeriti presso il Dipartimento di Chimica dell’Istituto, ha pubblicato sulla rivista Science i risultati di una ricerca sulle batterie al Litio-Aria in grado di superare alcuni limiti che queste tecnologie avevano fino ad ora.

I ricercatori hanno migliorato le prestazioni delle batterie Litio-Aria: il oro ultimo prototipo, infatti, avrebbe una “densità di accumulo energetico” 10 volte superiore a quella di una normale batteria al Litio. Efficienza energetica comparabile a quella della benzina utilizzata nei motori a scoppio. L’efficienza di queste batterie sarebbe intorno al 93% anche considerando il fatto che possono garantire più di 2mila cicli di ricarica. Non solo: anche il peso ed i costi sarebbero già competitivi rispetto ad altre tecnologie di accumulo presenti sul mercato dell’energia. La batteria litio-aria è 5 volte più leggera delle classiche batterie al Litio ed è anche più economica.

Ipotizzando un uso viabilistico, garantirebbe il funzionamento di un’auto elettrica per oltre 650 Km di percorrenza con una singola ricarica, ma l’utilizzo, ovviamente, può essere esteso a qualsiasi utenza e la ricarica può essere affidata a qualsiasi fonte.

Senza addentrarci in tecnicismi, questi livelli di efficienza sarebbero garantiti dalla presenza di un elettrodo in grafene, materiale poroso e “dalle mille proprietà”, e dalla presenza di un “additivo” particolare in grado di alterare le reazioni chimiche all’interno dell’accumulatore rendendolo più stabile ed efficiente (si tratterebbe di “idrossido di Litio”, LiOH).
Grazie a questa combinazione i ricercatori sarebbero riusciti a migliorare di molto il “gap di tensione” tra carica a scarica rispetto ai precedenti prototipi.

Come Clare Grey spiega:

Quello che abbiamo ottenuto è un significativo passo in avanti per questa tecnologia e suggerisce nuove aree per la ricerca …. Non abbiamo risolto tutti i problemi inerenti la chimica, ma i nostri risultati mostrano percorsi in avanti verso un dispositivo pratico.

La ricerca, nonostante tutto, procede per superare le ulteriori criticità ancora presenti nel dispositivo Litio-Aria: le prossime fasi della ricerca dovranno trovare un modo per proteggere l’elettrodo metallico in modo che non formi fibre metalliche affusolate di litio (i cosiddetti dendriti) che possono causare dei corto circuiti, possibili cause di esplosioni. Un altro limite deriva dal fatto che queste batterie funzionano solo in un ambiente di ossigeno puro, si pone dunque il problema di creare un ambiente ermetico che garantisca l’assenza di Co2 e acqua. Anche su questi aspetti i ricercatori si mostrano ottimisti.