Nel settore della produzione di energia da fonti rinnovabili rivestono un ruolo sempre più importante gli accumulatori perché consentono di conservare l’eccesso di energia prodotto (in giornate di sole con il fotovoltaico o di vento con l’eolico) e utilizzarlo successivamente quando le condizioni meteorologiche peggiorano.
In questo ambito sta lavorando il ricercatore Lian Blijlevens della Radboud University, con alcuni colleghi dell’Università di Tecnologia di Eindhoven nei Paesi Bassi partendo dal concept di una batteria al sale per uso domestico in grado di conservare il calore estivo per lungo tempo, settimane o mesi, quindi anche da una stagione all’altra.
Il progetto Heat-Insyde
La tecnologia delle cosiddette “salt battery” non è di per sé una novità ma finora c’erano stati esperimenti in laboratorio mentre l’attuale ricerca intende l’applicabilità anche all’ambito residenziale. Il professore Olaf Adan e il suo team all’Università della Tecnologia di Eindhoven (TU/e), nei Paesi Bassi, nel 2019 aveva costruito un primo dimostratore con una capacità di stoccaggio totale di oltre 200 kWh. E nel 2022 sono iniziati una serie di test pilota della batteria termica al sale (un’unità da circa 70 kWh) in quattro abitazioni reali con il progetto Heat-Insyde. Lo scopo dei test è anche quello di trovare quali sali sono più adatti all’uso domestico. Sono
stati valutati centinaia di sali reattivi e la dozzina che ha superato la valutazione iniziale è stata successivamente testata in laboratorio per verificarne la riciclabilità. “Questo per non dover sostituire il sale ogni anno”, ha sottolineato Lian Blijlevens. Sono stati studiati diversi idrati di sali come il solfato di magnesio o il cloruro di magnesio, ma per applicazioni residenziali era necessario trovare un composto adatto. Ossia un materiale facilmente reperibile, economico e sicuro. Il cloruro di stronzio (SrCl2) si è rivelato un candidato promettente in questo senso: non è troppo costoso, si riscalda bene e rimane stabile senza effetti collaterali.
Batteria al sale con accumulo termico
Una batteria al sale sfrutta l’accumulo di calore termochimico, ovvero immagazzina e rilascia energia termica attraverso reazioni chimiche reversibili, con una densità di energia decisamente più elevata rispetto ad altre tecnologie di stoccaggio che sfruttano per esempio la capacità di alcuni materiali oppure il calore latente.
La reazione più promettente è il ciclo di idratazione/disidratazione di sali reattivi, principio alla base del funzionamento della batteria al sale. Quando vengono in contatto con il vapore acqueo i cristalli di questi sali assorbono l’acqua, diventano più grandi (trasformandosi in idrati di sale) e, nel processo, rilasciano calore. Al contrario, scaldandoli, si fa evaporare l’acqua e li si “asciuga”, riducendo la dimensione dei cristalli.
La batteria del progetto Heat-Insyde impiega compositi di carbonato di potassio (K2CO3) come materiale di stoccaggio attivo ed è composta da un serbatoio contenete tale sale, un evaporatore, un ventilatore e uno scambiatore di calore. La fase di test terminerà a marzo 2024 e l’obiettivo è creare un impianto con un livello di maturità tecnologia pari a 7 e una densità energetica a livello di sistema di 0,6 GJ/m3.
Al momento per riscaldare una casa, servono circa 10 metri cubi di materiale, che corrispondono a due o tre armadi. Non c’è più bisogno del gas naturale e si può utilizzare il calore accumulato d’estate in inverno. Lian Blijlevens è convinto che la strada imboccata sia quella giusta.
