La nuova batteria ad acqua salata immagazzina l’elettricità stagionalmente
Gran parte dell’elettricità prodotta con risorse rinnovabili è generata in modo intermittente, per esempio solo in presenza di sole o vento. Inoltre, l’energia può essere prodotta per lo più durante una stagione ma essere necessaria durante un’altra. Queste condizioni creano l’esigenza di un nuovo tipo di stoccaggio dell’elettricità. Lo stoccaggio dell’elettricità richiede batterie. Molte, come quelle agli ioni di litio usate nei dispositivi mobili, sono tecnicamente ed economicamente inadatte allo stoccaggio a lungo termine. Attualmente, nessuna tecnologia matura di batterie fornisce uno stoccaggio di elettricità stagionale su larga scala. Il progetto BAoBaB, finanziato dall’UE, ha sviluppato un nuovo tipo di batteria, definita «batteria a flusso acido-base» (ABFB, acid-base flow battery), destinata a questo utilizzo. La tecnologia è sicura, sostenibile e poco costosa; a differenza di molti tipi di batterie, la tecnologia BAoBaB non necessita di metalli preziosi, utilizzando invece acqua salata. Il progetto ha aggiornato e ottimizzato un sistema preesistente e lo ha dimostrato su scala pilota.
Scissione e ricombinazione dell’acqua
L’aggiunta di elettricità crea un acido e una base a partire da una soluzione salina scindendo le molecole d’acqua. Per generare elettricità, l’acido e la base sono ricombinati per dare origine alla soluzione salina. Lo stoccaggio dell’energia utilizza un sistema di elettrodialisi bipolare in cui la membrana appositamente sviluppata dal progetto facilita la generazione di soluzioni di acido e base. Ricombinando i liquidi acido e base si liberano quantità utilizzabili di elettricità. «Un singolo modulo della nostra batteria», spiega il dottor Michele Tedesco, coordinatore del progetto, «consiste in una serie di membrane e distanziatori pressati tra due piastre terminali metalliche con elettrodi. La batteria stessa è grande come una valigia. Ciò che occupa la maggior parte dello spazio sono i serbatoi di stoccaggio, tre nel nostro caso: uno ciascuno per le soluzioni di acido, base e sale». Il volume dei serbatoi è proporzionale alla capacità elettrica finale della batteria. L’attuale installazione pilota comprende due serbatoi da 2 000 litri e un serbatoio da 4 000 litri per la soluzione salina.
Applicazioni su larga scala
In generale, la tecnologia è adatta ad applicazioni stazionarie su scala kilowatt (domestica) e megawatt (industriale). A causa della sua densità energetica relativamente bassa, la batteria a flusso acido-base non è adatta ai veicoli elettrici né a tutto ciò che richiede una ricarica rapida. «Uno dei principali punti di forza della tecnologia ABFB è la sua scalabilità», aggiunge Tedesco. «È particolarmente adatta come batteria condivisa a livello domestico e per il livellamento delle punte di carico nelle centrali elettriche.» L’impianto pilota (in Italia) comprendeva quattro moduli batteria, con una capacità totale di 1 kW/7kWh. La prima fase di test ha dimostrato una densità di energia di scarico di 6,76 kWh per metro cubo, e un’efficienza totale pari a circa il 70 %. Le prestazioni sono state leggermente inferiori durante i nove mesi di test successivi in un ambiente reale, ma la maggior parte dei problemi tecnici sono stati risolti. Alcuni difetti hanno influenzato l’efficienza, come ci si aspetta in un impianto pilota, che il team risolverà prima della commercializzazione. Il consorzio prevede di avere un impianto completamente commerciale pronto entro il 2025, con una capacità di circa 100 volte superiore a quella dell’impianto pilota. BAoBaB risolve il problema dello stoccaggio dell’energia generata in modo rinnovabile. Questo rende l’elettricità verde più pratica, riducendo ulteriormente la dipendenza dai combustibili fossili.
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