Un pizzico di vanillina per le batterie liquide di domani

I ricercatori della TU Graz hanno trovato un modo per convertire la molecola aromatica della vaniglia in un materiale elettrolitico redox attivo per batterie di flusso

batterie liquide
Credits: © Lunghammer – TU Graz

L’accumulo energetico “profuma” di novità

(Rinnovabili.it) – Dai dolci all’energy storage: la vanillina potrebbe presto divenire un componente essenziale per le batterie liquide di domani. A prenderla in prestito dalle ricette culinarie è un gruppo di ricercatori dell’Istituto di bioprodotti presso l’Università tecnologica di Graz, in Austria.

Gli scienziati cercavano un modo per rendere più ecologiche le batterie di flusso, dispositivi di accumulo elettrochimico che rappresentano una sorta di ibrido tra le unità convenzionali e le celle a combustibileA differenza delle ricaricabili tradizionali, nelle batterie di flusso le sostanze elettroattive si trovano disciolte in fluidi elettroliti, contenuti a loro volta in spazi esterni alla cella elettrochimica. Quando i liquidi (da qui il nome di batterie liquide) sono pompati o fatti “precipitare” all’interno della cella, l’energia chimica è convertita in elettricità.

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Una delle sfide chiave per questa tecnologia consiste nel ridurre l’impatto ambientale dell’elettrolita, che è per lo più costituito da metalli pesanti o terre rare. Il team dell’Università di Graz, guidato Stefan Spirk, ha tentato l’impresa concentrandosi sulla vanillina, aldeide aromatica responsabile del tipico odore della vaniglia. Questa molecola è una delle poche sostanze chimiche fini prodotte dalla lignina, il polimero organico che conferisce la struttura rigida del legno.

Dagli scarti delle cartiere le materie prime per le batterie liquide ricaricabili

La ricerca mondiale ha già da tempo dimostrato come questo polimero organico possa dare una mano alla produzione di elettroliti, fornendo alcune molecole base. Il lavoro condotto dal team austriaco fa il necessario passo avanti. “Raffiniamo la lignina in vanillina e quindi in un materiale redox attivo utilizzando un processo chimico delicato ed ecologico senza l’uso di catalizzatori metallici tossici e costosi, in modo che possa essere utilizzata nelle batterie di flusso”La tecnica funziona a temperatura ambiente ma non richiede necessariamente la lignina come punto di partenza. “Da un lato possiamo acquistare (la vanillina) in modo abbastanza convenzionale, anche comprandola al supermercato, dall’altra possiamo invece usare una semplice reazione per separarla dalla lignina”.

Il processo di separazione e raffinazione è stato brevettato e i risultati dei test di laboratorio pubblicati sulla rivista Angewandte Chemie. Il team intende ora commercializzare la tecnologia per produrre le nuove batterie liquide, contando sul fatto che il processo è altamente scalabile e adatto ad una fabbricazione continua“Il piano – spiega Spirk  – è quello di collegare il nostro sistema a una cartiera e isolare la vanillina dalla lignina scartata. Tutto ciò che non è necessario può successivamente rifluire nel ciclo regolare ed essere utilizzato energicamente”. Gli scienziati rivelano di essere già in trattative con Mondi Group,  azienda internazionale attiva nel settore degli imballaggi e della carta.

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Ma prima che tutto ciò si concretizzi, i ricercatori dovranno testare il processi condizioni reali. Le incognite non spaventano gli scienziati, fermamente convinti di aver trovato la chiave di volta per il futuro delle ricaricabili ecologiche. “Possiamo mantenere la catena del valore che va dall’approvvigionamento di materie prime alla generazione di elettricità su base regionale, consentendo capacità di stoccaggio fino a 800 centinaia di MWh, alleviando la tensione sulla rete elettrica e fornendo un contributo importante alla rivoluzione dello stoccaggio di energia verde”.

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