Batteria di flusso a base di metallo liquido

batterie di flusso con metallo liquido
Image credit. rinnovabili.it

La batteria di flusso, tra i sistemi di storage, è quello che meglio si adatta all’immagazzinamento delle energie rinnovabili in virtù della possibilità di stoccare grandi quantità di energia. Tuttavia ci sono ancora alcuni problemi da superare prima di un’adozione su larga scala.

Gli ingegneri dell’università di Standford hanno sviluppato un nuovo tipo di batteria di flusso che risulta essere scalabile, sicura, efficiente ed economica, utilizzando particolari combinazioni di metalli che a temperatura ambiente restano allo stato liquido. Lo studio è stato pubblicato su Joule.

Batterie di flusso, cosa sono?

Nelle batterie di flusso il catodo e l’anodo sono allo stato liquido e sono stoccati in serbatoi esterni, per permettere la reazione essi vengono pompati nella cella principale dove i due liquidi sono separati da una membrana che permette lo scambio di elettroni in entrambe le direzioni, per caricare o scaricare energia.

Le batteria di flusso dell’Università di Standford

I ricercatori dell’università di Standford hanno apportato varie migliorie rispetto ai precedenti prototipi. Innanzitutto come polo negativo viene utilizzata una lega di sodio e potassio; tale materiale, a temperatura ambiente, rimane allo stato liquido e può, teoricamente, immagazzinare una quantità di energia fino a 10 volte superiore rispetto alle sostanze impiegate in precedenza. Al polo positivo invece sono stati impiegati diverse tipologie di sostanze a base acquosa.

La seconda innovazione riguarda il materiale impiegato come membrana all’interno della cella. E’ stato infatti utilizzata una membrana ceramica in potassio e ossido di alluminio; essa è in grado di tenere separate le due sostanze (anodo e catodo) pur permettendo il passaggio di corrente tra di loro.

I risultati dei test

batteria di flusso
Schema di funzionamento della batteria di flusso (image credit. newatlas.com).

La combinazione tra il nuovo materiale e la nuova membrana sarà in grado di produrre il doppio della tensione massima rispetto le altre batterie di flusso il che comporterà una migliore densità energetica complessiva e, inoltre, minori costi di produzione.

I dati raccolti dal prototipo testato all’università di Standford hanno infine sviluppato una grande stabilità di prestazioni su migliaia di ore di funzionamento.

I futuri sviluppi riguarderanno un miglioramento nel design della batteria, diminuendo lo spessore della membrana, e la possibilità di utilizzare un liquido non acquoso al polo positivo.

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