Con l’ascesa della domanda di energia pulita e la diffusione della mobilità elettrica, il settore delle batterie per il suo stoccaggio si avvale di giorno in giorno di biomateriali, come lo zinco, i funghi e gli esoscheletri dei granchi, per fare in modo di abbattere ancor di più l’impronta carbonica.
Batterie e biodegradabilità
Sebbene la ricerca della sostenibilità nella produzione dell’energia da fonti rinnovabili, come il solare e l’eolico, abbia ormai preso mondialmente piede, oggi il problema principale è quello del suo immagazzinamento, poiché le batterie non sempre sono a loro volta sostenibili, soprattutto se devono essere in grado di fornire elettricità sufficiente per accendere motori o soddisfare ingenti fabbisogni energetici.
Gli scienziati sono dunque all’opera per trovare nella natura, ancora una volta, materiali biologici, o biomateriali, da mettere al servizio della tecnologia per renderla più rispettosa dell’ambiente, sfruttandone le caratteristiche di mantenimento del potenziale elettrico.
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Gusci di granchio e zinco per batterie sostenibili
Considerando che il polipropilene e il policarbonato, usati largamente nelle batterie agli ioni di litio, impiegano centinaia di migliaia di anni per degradarsi, l’utilizzo di biomateriali per gli accumulatori di energia diventa una soluzione obbligata per la sostenibilità delle fonti rinnovabili.
I ricercatori hanno quindi concentrato la loro attenzione su elettroliti di origine naturale, trovando nel chitosano, derivato dalla chitina dell’esoscheletro dei crostacei, granchi, gamberetti e aragoste, un validissimo alleato.
Utilizzando infatti questa sostanza come elettrolita, una batteria potrebbe biodegradarsi per due terzi dai microbi in tempi record, meno di sei mesi.
L’unico scarto che si otterrebbe è lo zinco, materiale estremamente abbondante nella crosta terrestre, rendendo le batterie più economiche e sicure.
L’efficienza energetica delle batterie allo zinco-chitosano si assesta intorno al 99,7% dopo 1000 cicli di ricarica, cosa che le rende ideali per l’utilizzo in abbinamento alla produzione energetica di solare ed eolico, risorse per natura intermittenti.
Biomateriali per batterie dal micelio dei funghi
Sulla stessa scia, lo studio dei funghi ha portato allo sviluppo di componenti elettronici biodegradabili.
La pelle del micelio di alcuni funghi arborei può essere utilizzata come base per circuiti stampati flessibili, nonché per fabbricare batterie che sfruttano il principio zinco-carbone. Le proprietà elettriche del micelio sono simili a quelle della carta, ma può essere piegato migliaia di volte rimanendo tuttavia funzionante.
Non solo, la porosità della struttura del micelio consente di sostituire il materiale plastico solitamente presente nelle batterie come separatore dei due poli, riducendo ancora di più l’inquinamento da plastica causato dagli accumulatori.
Frutto di uno studio di esperti austriaci, la miceliotronica è un nuovo ramo della scienza delle batterie, che ha già raggiunto alcuni risultati significativi: è stato infatti possibile realizzare un sensore di umidità e di prossimità con Bluetooth incorporato che funziona grazie a un circuito stampato costituito da micelio e batteria fungina.
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Biomassa e batterie sostenibili
Un’altra branca ancora di ricerca sugli accumuli riguarda le biomasse.
Grazie a un processo di carbonizzazione i biomateriali di scarto derivanti dall’agricoltura possono essere utilizzati negli elettrodi delle batterie o come elementi di conduzione.
La sostenibilità delle fonti rinnovabili e dell’accumulo energetico
Le fonti rinnovabili sono la chiave per uscire dalla dipendenza dal petrolio e dai combustibili fossili. Tuttavia lo stoccaggio dell’energia rinnovabile si basa ancora su larga scala su metalli pesanti, fortemente inquinanti, contenuti nei sistemi di accumulo.
Le batterie organiche, derivanti dallo sfruttamento delle biomasse e di biomateriali, aprono la strada verso l’immagazzinamento energetico veramente sostenibile.
Non a caso anche l’industria dei pannelli fotovoltaici va sempre più nella direzione di creare celle solari basate su materiali naturali per facilitare lo smaltimento dei moduli giunti a fine vita.
