Batterie redox, i nuovi elettrodi in grafene portano l’efficienza al 94%

Il merito è tutto italiano, frutto dello studio condotto dall’IIT, la sua start-up IIT BeDimensional ed Enel Green Power

batterie redox
Credits: IIT/https://opentalk.iit.it/

(Rinnovabili.it) – La ricerca nazionale mette a segno un nuovo colpo nel settore dell’energy storage. E lo fa migliorando le prestazioni delle batterie redox al vanadio, uno dei più promettenti competitor della tecnologia a ioni di litio. I ricercatori dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), in collaborazione con Enel Green Power e la start-up di IIT BeDimensional, hanno realizzato dei nuovi elettrodi in grafene in grado di determinare un sensibile aumento dell’efficienza energetica di tali sistemi. I risultati del loro lavoro sono apparsi sulla rivista scientifica Chemistry of Materials, in un articolo (testo in inglese) che spiega nel dettaglio lo speciale processo produttivo adottato dal team.

Batterie di flusso al vanadio, cosa sono?

Per comprendere i miglioramenti apportati, è necessario fare qualche passo indietro. Le batterie a flusso redox rappresentano un’interessante tecnologia d’accumulo stazionario su larga scala. I dispositivi offrono, infatti, un’eccellente capacità di stoccaggio e potenza di uscita. Assieme a bassi costi potenziali, una facile scalabilità, una lunga vita, ridotte esigenze di manutenzione ed un’alta sicurezza operativa.

A differenza delle ricaricabili classiche, in questi sistemi le sostanze elettroattive si trovano disciolte nel liquido elettrolita. La loro struttura si basa su due serbatoi, contenenti fluidi elettroliti (anolita e catolita), e una cella elettrochimica centrale dotata di membrana a scambio protonico. Durante la fase di scarica gli elettroliti vengono pompati nella cella dove avviene la reazione di ossidoriduzione (redox) e l’energia chimica vien trasformata in elettricità. La ricarica si effettua semplicemente sostituendo l’elettrolita.

L’elettrolita più diffuso per questa categoria di batterie è il vanadio. Si tratta di un elemento recuperabile da residui della produzione dell’acciaio o da sottoprodotti combustivi e dunque più facilmente reperibile rispetto al litio. (leggi anche Idrogeno e litio dall’acqua di mare, ora è possibile)

La ricerca italiana sulle batterie redox

Il team di ricerca ha prodotto un nuovo tipo di elettrodo a base di grafene in grado di portare l’efficienza energetica di queste batterie al 94%. Il segreto è nella tecnica produttiva, un processo rapido basato su trattamento al plasma dei feltri di grafite, ossia gli elettrodi commerciali. “Questo è un esempio lampante di quanto l’utilizzo dei materiali bidimensionali, come il grafene, possa migliorare significativamente le prestazioni di elettrodi commerciali” – spiega Francesco Bonaccorso Direttore Scientifico di BeDimensional e coordinatore del team di ricerca dalle pagine di Opentalk. La collaborazione fra le tre realtà ha portato al deposito di un brevetto che dovrebbe aiutare il processo a raggiungere il mercato nei prossimi 3 anni.

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Trasferire il frutto della nostra ricerca sul mercato – spiega commenta Giorgio Metta, Direttore Scientifico di IIT – anche attraverso la creazione di brevetti, è una delle nostre mission e il risultato di questo lavoro è una chiara dimostrazione di come la ricerca IIT, anche grazie alla creazione di impresa, riesca a creare sinergie virtuose con i grandi player industriali del Paese”.

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