Un team di ricercatori dell'università di Harvard ha dato dimostrazione di un nuovo tipo di batteria che potrebbe trasformare in modo radicale il modo nel quale l'elettricità viene immagazzinata nella rete, rendendo l'energia prodotta da fonti rinnovabili, come il vento ed il Sole, molto più economica ed affidabile.
La ricerca alla base di questa nuova tecnologia è stata descritta su Nature: gli studi dell'equipe di scienziati ed ingegneri di Harvard è stata finanziata dall'Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.
Secondo quanto è possibile vedere nei documenti pubblicati la batteria di flusso, priva di metallo, funziona grazie alle proprietà elettrochimiche di alcune piccole molecole organiche basate sul carbonio, denominate chinoni, che hanno la caratteristica di essere abbondanti in natura ed economiche, oltre a presentare delle forti similarità con quelle molecole che immagazzinano l'energia in piante ed animali.
Le batterie di flusso immagazzinano l'energia in fluidi chimici contenuti in serbatoi esterni, come per le celle a combustibile, anziché dentro il contenitore della batteria stessa. Si tratta di dispositivi in grado di immagazzinare quantità più grandi di energia rispetto alle batterie tradizionali, e ad un costo inferiore.
"I nostri studi indicano che un immagazzinamento di uno o due giorni è necessario per rendere l'energia solare ed eolica distribuibile lungo la rete elettrica", ha spiegato Michael J. Aziz, professore della Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS).
Uno degli elementi che rendono complicato ottenere una grossa parte del fabbisogno energetico da fonti rinnovabili è la mancata corrispondenza tra la disponibilità di vento o luce solare (l'energia non viene ovviamente prodotta durante la notte o in momenti nei quali il vento non soffia) e la variabilità della richiesta. Degli strumenti efficaci dal punto di vista dei costi in grado di immagazzinare grandi quantità di energia potrebbero rappresentare una soluzione a questo problema.
Trovare un modo per immagazzinare l'energia derivante da fonti rinnovabili con costi relativamente contenuti è stata per lungo tempo una sifda che ha coinvolto scienziati ed ingegneri di tutto il mondo: secondo i ricercatori di Harvard, il loro dispositivo funziona già bene come le batterie di flusso già esistenti, ma ha costi di costruzione decisamente inferiori.
Spiegano i ricercatori di Harvard che l'anodo, o elettrodo negativo, della batteria è costituito da una soluzione diluita di chinoni in acido solforico. L'altra estremità della batteria, il catodo positivo, è invece costituita da bromo. L'anodo reagisce con i protoni carichi positivamente per formare l'idrochinone ad alta energia. La reazione chinone-idrochinone è circa 1.000 volte più veloce rispetto a quella basata sul vanadio, permettendo alla batteria di caricarsi e scaricarsi velocemente.
Sebbene si tratti solo di un prototipo realizzato in laboratorio, la nuova batteria potrebbe in futuro essere usata per stoccare la grande quantità di energia prodotta grazie alla forza del sole e del vento.
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