Le energie rinnovabili, come l’eolico e il solare, saranno quelle che alimenteranno il futuro, ma per funzionare al meglio hanno bisogno anche di impianti di accumulo adeguati: le batterie ad acqua salata sono in via di sviluppo proprio per garantire una nuova modalità di stoccaggio che, al pari delle fonti per cui nascono, possa essere altrettanto ecosostenibile evitando l’impatto ambientale.
Usando ioni di sodio ed elettrodi al silicio, le batterie ad acqua salata, conosciute anche come saltwater batteries, eliminano il problema dell’inquinamento tipico delle batterie cui siamo abituati, puntando su una tecnologia pulita, rinnovabile e potenzialmente inesauribile.
Un progetto da Nobel
L’idea è venuta a un team di ricercatori dell’Università di Standford, capitanati dal premio Nobel per la fisica nel 1997 Steven Chu e dal professore Yi Cui, che grazie all’investimento dell’Aquion Energy di Pittsburgh, una start up nata nel 2008 e che ha vinto numerosi riconoscimenti in questo campo già dal 2015, ha brevettato una delle prime batterie ad acqua del mondo, la Hybrid Ion (AHI™).
Che cosa sono le batterie ad acqua salata?
Le batterie ad acqua salata impiegano una soluzione salina come elettrolita – in rapporto di sei a uno con l’acqua – al posto dei prodotti chimici altamente inquinanti e difficilmente smaltibili delle comuni batterie, come il litio o il piombo.
Esse funzionano grazie all’acqua e agli ioni di sodio, deputati al trasporto dell’elettricità e al suo immagazzinamento. Due semplici ingredienti, che rivoluzioneranno i sistemi di stoccaggio dell’energia, specie quella proveniente da fonti rinnovabili.
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Come funzionano?
Il meccanismo di ricarica delle batterie saline è piuttosto semplice: una volta collegati i poli opposti, l’energia elettrica avvia l’elettrolisi della soluzione concentrata di acqua salata, liberando grandi quantità di ioni di sodio che migrano dal catodo all’anodo, accumulando qui energia.
Una volta collegate a un dispositivo elettrico, questi ioni ritornano verso il polo negativo, liberando l’energia accumulata sotto forma di corrente elettrica.
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I vantaggi delle batterie ad acqua…
A differenza delle normali pile, quelle ad acqua sono molto più economiche e facili da smaltire, essendo costituite da materiali facilmente deperibili.
Allo stesso tempo, sono più sicure e non sono infiammabili perché non contengono prodotti chimici pericolosi. Per lo stesso motivo, le batterie ad acqua sono anche più economiche perché il loro trasporto non richiede particolari accorgimenti, abbattendo notevolmente i costi di esportazione e importazione.
Non di meno, questi dispositivi non soffrono della riduzione di capacità quando non usate, cosa che invece succede in quelle convenzionali, così come non si danneggiano e non si esauriscono anche se sono ricaricate prima di aver completato del tutto il ciclo di carica / scarica. La durata di una batteria ad acqua salata è infatti di circa 5000 cicli, il quintuplo di quelle tradizionali.
Tutti questi motivi le rendono in assoluto le batterie più rispettose dell’uomo e dell’ambiente, aggiudicandosi un ruolo fondamentale nello sviluppo dei sistemi di accumulo del domani.
…e gli svantaggi
Nonostante l’enorme potenziale che rappresentano, le batterie ad acqua attuali soffrono di alcuni difetti che dovranno essere corretti nei prossimi anni.
Il primo tra tutti è il limitato C-Rate, ossia la quantità di corrente che possono incamerare per poi essere scaricate. Più questa unità di misura è alta, migliore è la riserva di corrente elettrica della batteria. Ma nel caso di quelle saline, il C-Rate si attesta intorno allo 0,5 C-rate, e quindi non riescono a fornire grandi quantità di energia in un lasso di tempo contenuto.
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