La partita delle rinnovabili, si sa, si gioca sul terreno dell'accumulo. E non è stata ancora vinta. Le batterie agli ioni di litio, la tecnologia attualmente più diffusa, sono in grado di stoccare elevati quantitativi di energia elettrica ma scontano un prezzo ancora eccessivamente elevato. Dall'altro lato ci sono alcune alternative molto più economiche, rappresentate dalle batterie al piombo-acido o quelle a metallo liquido che però hanno prestazioni scadenti sotto il profilo della densità energetica.
La soluzione potrebbe arrivare da una nuova batteria al manganese-idrogeno, soprannominata dal team di ricercatori della Stanford University che l'ha sviluppata, batteria ad acqua.
Potenzialità di una tecnologia ancora prototipale
Il prototipo di batteria al manganese-idrogeno, illustrato nello studio “A manganese–hydrogen battery with potential for grid-scale energy storage” pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature Energy, è alto solo 7,6 centimetri e genera solo 20 milliwattora di elettricità, paragonabile ai livelli di energia delle torce a LED appese a un portachiavi. Ma siamo solo all'inizio, e i ricercatori sono convinti di poter portare questa tecnologia a un livello industriale, realizzando una batteria che potrebbe scaricarsi e ricaricarsi fino a 10.000 volte per immettere energia in rete, con una durata utile ben superiore a decennio.
"La tecnologia delle batterie a idrogeno- manganese potrebbe essere uno dei pezzi mancanti nel puzzle energetico nazionale: un modo per stoccare l’imprevedibile eolico o l’energia solare in modo da ridurre la necessità di bruciare combustibili fossili affidabili ma che emettono carbonio quando le fonti rinnovabili non sono disponibili- ha dichiarato Yi Cui, professore di scienze dei materiali e ingegneria alla Stanford University e responsabile dello studio- Quello che abbiamo fatto è buttare un sale speciale in acqua, farci cadere in un elettrodo e innescare una reazione chimica reversibile che immagazzina elettroni sotto forma di gas idrogeno."
Come funziona la batteria ad acqua?
Qual è il funzionamento della batteria ad acqua? Nella fase di carica gli ioni di manganese passano dalla soluzione al catodo, combinandosi con l’ossigeno e trasformandosi in diossido di manganese solido. Allo stesso tempo, il platino sull’anodo catalizza la reazione di produzione dell’idrogeno dall’acqua. Nella fase di scarica, il processo si inverte.
Come abbiamo già detto, la ricerca è ancora nelle fasi iniziali e il team sta già lavorando su soluzioni ancor più economiche per stimolare il solfato di manganese e l’acqua nell'esecuzione dello scambio di elettroni reversibili.
