Il progetto “ACTEA”’” svilupperà batterie Ca-ione complete
(Rinnovabili.it) – Materiali abbondanti e facilmente reperibili. Costi inferiori. Una maggiore densità di energia, grazie a una combinazione di alta capacità e alta tensione delle celle. Una potenza teoricamente più elevata delle controparti commerciali. Questi, sulla carta, i numerosi benefici delle batterie al calcio, una delle tecnologie candidate a sostituire le ricaricabili a ioni di litio, sia nel mondo della mobilità elettrica che in quelle dell’accumulo fisso. Per accelerarne lo sviluppo in Italia l’ENEA e la Sapienza Università di Roma hanno lanciato il progetto ACTEA. L’iniziativa si è data 24 mesi di tempo per realizzare delle batterie Ca-ione complete che siano caratterizzate da bassi costi di produzione e da standard sempre più elevati di efficienza, sostenibilità e sicurezza.
leggi anche Batterie solari, quando fotovoltaico ed accumulo si fondono
Le nuove batterie al calcio
In realtà l’attenzione dell’energy storage verso questo materiale non è nuova. La prima applicazione delle batterie al calcio risale addirittura agli anni ’60, ma vere e proprie ricaricabili che impiegano ioni calcio (Ca 2+) come portatore di carica attivo sono ancora per lo più un esercizio di laboratorio. Il problema? Questi dispositivi mostrano un calo della capacità e una densità di energia relativamente più bassa di quella delle batterie al litio.
Sfide che il progetto ACTEA è pronto a risolvere. “La tecnologia calcio-ione è ancora ai primi stadi di sviluppo e l’obiettivo è quello di contribuire a una migliore comprensione del suo funzionamento anche se, in linea di principio, i processi elettrochimici che stanno alla base sono analoghi a quelli delle batterie litio-ione dove, però, il calcio sostituisce il litio nel ruolo di shuttle, ossia di portatore della carica elettrica”, spiega Laura Silvestri, ricercatrice ENEA.
Una nuova filiera per l’accumulo energetico
L’iniziativa si è focalizzata sullo sviluppo di processi e materiali con un ridotto impatto ambientale e sull’impiego di elementi molto comuni quali il ferro, il silicio o il titanio (oltre al calcio), attraverso la minimizzazione dell’uso di materie prime tossiche o critiche. “Questa strategia potrebbe declinare in modo innovativo e sostenibile lo scenario di una transizione da un paradigma tecnologico ad alto impatto ambientale (batterie litio-ione) ad uno nuovo più green (batterie calcio-ione). Inoltre, l’introduzione del calcio e dei materiali ad esso correlati nella catena del valore delle batterie aprirebbe un nuovo mercato per tutti i produttori di materie prime tradizionali quali il carbonato di calcio e l’ossido di calcio, ampiamente utilizzati in edilizia e nei pigmenti”, conclude Giulia Monteleone, responsabile della Divisione ENEA di Produzione, storage e utilizzo dell’energia.
leggi anche Batterie litio-zolfo allo stato solido, la prossima generazione è qui
Le nuovissime batterie agli ioni calcio sembrano estrose tuttavia si tratta sempre di usare all’ anodo un metallo alcalino più esattamente “alcalino terroso” come il CALCIO. Questo metallo ha un colore argenteo brillante ed a differenza del Litio possiede due elettroni esterni che facilmente danno luogo alla formazione di uno ione bivalente Ca++. La reazione della cella reversibile è:
Ca + S = CaS
Il calcio si ossida e va all’anodo spontaneamente mentre lo Zolfo S si riduce ad anione S–. La reazione opposta verso sinistra a partire da CaS avviene mediante una azione di Carica esterna con un carica-batterie. La reazione di Cella produce una differenza di potenziale teorica maggiore di 3 Volt ed una capacità di 560Wh/g. Le premesse sembrano buone vediamo se da ora a due/tre anni sentiremo parlare del Calcio.