Batterie a flusso di elettrolita: dopo il vanadio arriva il solfato di ferro

Un gruppo di scienziati dell’University of Southern California (USC) ha messo a punto una nuovo prototipo di batteria di flusso redox basata sul solfato di ferro, più economica, più duratura, più sicura ed ecologica rispetto alle già consolidate unità di questa tipologia basate sul vanadio.

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Una famiglia di accumulatori elettrochimici quella della batteria di flusso redox che si colloca come una sorta di ibrido tra una batteria convenzionale e una cella a combustibile. Infatti si differenzia dalle classiche batterie piombo-acido o ionio litio per il fatto che le sostanze elettroattive si trovano in forma disciolta nel liquido elettrolita.

La loro configurazione è basata su due serbatoi, contenenti i fluidi elettroliti, rispettivamente anolita e catolita e una cella elettrochimica centrale, dove avviene la reazione redox, con la ricarica che viene effettuata semplicemente sostituendo l’elettrolita liquido.

Si tratta di una tecnologia di accumulo già ampiamente collaudata anche se in ambiti applicativi molto ristretti con l’impiego sino ad oggi del vanadio,  specie chimica altamente tossica. 

Proprio su quest’ultimo aspetto si è mossa l’azione di un team di ricerca della USC, che ha ha realizzato una versione migliore delle vanadio redox, utilizzando materiali di basso costo e facilmente disponibili.

Come spiega il professor Sri Narayan, autore principale della ricerca “Abbiamo messo a punto una batteria di flusso redox economica, di lunga durata, sicura ed ecologica, attraente per lo stoccaggio dell’energia solare ed eolica su larga scala”.

I punti salienti della innovazione della tecnologia sono una soluzione di solfato di ferro e una a base di AQDS o acido disolfonico di antrachinone. Il solfato di ferro è un prodotto di scarto dell’industria mineraria, abbondante e di basso costo, mentre l’AQDS è un materiale organico, già utilizzato in alcune batterie redox per la sua alta stabilità, solubilità e potenziale di accumulo.

Fonte: USC (University of Southern California)

Noti singolarmente i due materiali impiegati insieme hanno rivelato ottime performance, dal momento che i test effettuati dalla USC hanno evidenziato che la nuova batteria di flusso redox ha grandi vantaggi rispetto alla concorrenza, soprattutto in termini di prezzo. Grazie a materiali super economici, se fabbricata su larga scala, l’LCOE, cioè il costo livellato dell’energia, batterebbe di gran lunga quello delle attuali unità al vanadio.

Altra grande proprietà della nuova batteria ferro-AQDS è costituita dalla possibilità della batteria di essere ricaricata centinaia di volte senza praticamente alcuna perdita di energia, a differenza delle tecnologie concorrenti. Inoltre “i materiali sviluppati sono altamente sostenibili con l’AQDS che può essere prodotto da qualsiasi materia prima a base di carbonio, compreso l’anidride carbonica”. 

Lo studio è stato pubblicato sul Journal of the Electrochemical Society (testo in inglese).

La Redazione di Ecquologia