Vivere in un mondo dove è l’energia pulita a muovere macchine, aziende e attività quotidiane potrebbe non essere un futuro tanto lontano grazie alle batterie per le risorse rinnovabili.
Una serie di implementazioni tecnologiche nel campo degli accumulatori energetici stanno infatti tracciando un solco importante, gettando le basi per un’alimentazione energetica completamente rinnovabile e sostenibile.
L’importanza delle batterie per le risorse rinnovabili quando gli impianti si fermano
Negli ultimi anni il costo dell’energia solare ed eolica è crollato, ma non altrettanto si può dire per l’immagazzinamento di corrente elettrica.
Il limite della produzione fotovoltaica ed eolica, infatti, risiede nell’impossibilità, attualmente, di poterle sfruttare in ogni momento della giornata, essendo soggette a fattori metereologici non sempre prevedibili e tantomeno controllabili.
La presenza di nuvole o precipitazioni, venti troppo forti o troppo deboli impediscono una continuità stabile nel processo di trasformazione dell’energia, e fanno sì che si renda necessario accumularla in apposite batterie per le risorse rinnovabili per poterla utilizzare quando la produzione è ferma.
Ed è proprio a questo settore, quello degli impianti di accumulo e delle batterie per le risorse rinnovabili, su cui l’attenzione di scienziati e ricercatori è rivolta, nel tentativo di creare strutture sempre più performanti, ecologiche e sostenibili.
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Batterie per le risorse rinnovabili dalla lunga durata
Nel mondo di oggi siamo ormai più che avvezzi all’utilizzo di pile ricaricabili, tanto da non farci più caso: da quelle alcaline usate nei piccoli oggetti della vita quotidiana come nei telecomandi o nei giocattoli per bambini, a quelle agli ioni di litio degli smartphone, pressoché invisibili perché ormai quasi tutte incorporate, fino ad arrivare alle batterie per i mezzi di trasporto.
Per quanto riguarda gli impianti fotovoltaici, che sempre più dispongono di strutture di accumulo, i nuovi studi cercano di allungare il più possibile il tempo di scarica, cosa che garantirebbe una copertura di 10 ore di energia utilizzabile durante la notte o quanto i pannelli non possono produrre energia.
Tuttavia, entro il 2050 più del 10% delle riserve mondiali di litio e quasi la totalità di quelle di cobalto, i due elementi più utilizzati per produrre batterie, potrebbero esaurirsi, motivo per cui la scienza si sta muovendo per trovare il modo di riciclarli o altri materiali con cui sostituirli.
Batterie per le risorse rinnovabili più sicure
Nell’ottica di migliorare non solo le prestazioni ma anche la sostenibilità ambientale delle batterie per le risorse rinnovabili, un altro campo di indagine a cui si presta molta attenzione è quella della loro sicurezza.
Per rendere gli accumulatori via via meno pericolosi, numerose ricerche sono rivolte al miglioramento degli elettroliti, sostanze fluide che servono per far circolare gli elettroni di carica che si muovono dall’anodo al catodo. Tuttavia, nel processo di carica e scarica delle batterie, gli elettroliti si combinano con gli elettrodi in reazioni chimiche secondarie, causandone, alla lunga, la perdita di perfomance fino ad arrivare all’esaurimento delle batterie stesse.
L’alta infiammabilità degli elettroliti e la loro naturale instabilità hanno convinto gli scienziati a ripensare il loro utilizzo, ipotizzando elettroliti solidi che renderebbero le batterie ben più durevoli. Già alla fine di questa decade potrebbero essere montate sui veicoli elettrici di nuova generazione.
Gli impianti solari a concentrazione
Negli Stati Uniti sta prendendo piede un altro sistema di accumulazione dell’energia solare: si tratta delle cosiddette centrali a concentrazione, che grazie all’utilizzo di specchi opportunamente direzionati, riescono a indirizzare i raggi solari su depositi di sale.
Questo minerale, sottoposto ad altissime temperature, si scioglie e, sotto forma di liquido, aziona un generatore elettrico esattamente come succede nelle centrali a carbone con i vapori sprigionati dalla combustione.
Il vantaggio di questa tecnologia è che il materiale fuso di risulta può essere immagazzinato per essere usato nella produzione di energia di notte o quando le condizioni metereologiche sono sfavorevoli.
Pile a combustibile: l’avvento dell’idrogeno e dell’ammoniaca
In tutt’altra direzione si muovono gli studi su idrogeno e ammoniaca, considerati i combustibili del futuro che dovrebbero sostituire quelli fossili.
Le pile a combustibile sono caratterizzate da un rendimento molto alto, ma anche a dei limiti pratici di efficienza, oltre al fatto che l’idrogeno oggi si ricava principalmente da gas naturale.
Per ovviare a questa incongruenza, gli esperti stanno tentando di ricavare l’idrogeno dalla scissione elettrica di molecole d’acqua, in modo che il processo divenga non solo più sostenibile, ma anche molto più economico.
Le pile a combustibile potrebbero alimentare la reta laddove fotovoltaico ed eolico non riuscissero a coprire la fornitura di energia elettrica, garantendo elettricità per tutti, in ogni momento della giornata e costituendo il miglior tipo in assoluto di batterie per le risorse rinnovabili.