Batterie ai sali fusi, basse temperature di esercizio e costi contenuti grazie a nuovi studi

Batterie ai sali fusi, basse temperature di esercizio e costi contenuti grazie a nuovi studi

Il team di Sandia ha rivalutato la composizione delle sostanze chimiche in gioco per abbassare drasticamente le temperature di esercizio e di conseguenza costi di gestione e di realizzazione.

di pubblicata il , alle 08:16 nel canale Scienza e tecnologia
 

Indubbiamente si sta investendo molto nella produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili, ma da qui a breve si raggiungerà un livello tale di potenza installata che sarà fondamentale iniziare a trovare anche sistemi efficienti ed economici per stoccare tale energia al fine di poterla utilizzare con maggiore efficienza e su un più ampio arco temporale.

Una potenziale soluzione per soddisfare tale bisogno sarebbe l'adozione di batterie a sali fusi, più economiche e capienti delle controparti al litio, ma ancora oggetto di ricerche e studi in fase di sviluppo.

A riguardo però arriva una notizia importante dai ricercatori dei Sandia National Laboratories, Stati Uniti, i quali hanno definito un nuovo design costruttivo per questo particolare tipo di batterie, il quale risolve varie problematica fino ad oggi emerse, rendendo tale tecnologia più interessante ma soprattutto già in fase di test grazie ad un prototipo di batteria a sali fusi funzionante costruito in modo economico e con buone prospettive di immagazzinamento di energia, rispetto a quanto fino ad ora disponibile.


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Le batterie ai sali fusi sono dispositivi di accumulo elettrochimico in cui gli elettrodi vengono mantenuti a temperature di fusione per consentire il trasferimento delle cariche elettriche: nella loro forma commerciale conosciuta fino ad oggi vengono definite sodio-zolfo e risultano funzionanti se mantenute a temperature compresa tra 270 e 350 °C.

Il team di Sandia ha rivalutato la composizione delle sostanze chimiche in gioco per abbassare drasticamente le temperature di esercizio e di conseguenza costi di gestione e di realizzazione.

"Abbiamo lavorato per ridurre il più possibile la temperatura di esercizio delle batterie al sodio fuso. C'è un intero risparmio a cascata sui costi che si ottiene con l'abbassamento della temperatura della batteria: è possibile utilizzare materiali meno costosi, le batterie hanno bisogno di meno isolamento e il cablaggio che collega tutte le batterie può essere molto più sottile" afferma Leo Small ricercatore a capo del progetto.


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Il progetto portato avanti dai ricercatori Sandia si è basato sull'adozione di un metallo di sodio liquido, un materiale separatore ceramico ed una nuova miscela liquida composta da ioduro di sodio e cloruro di gallio denominata catolita.

Questo nuovo concetto di batteria si è dimostrato in grado di funzionare a soli 110 °C e, dopo otto mesi di test in laboratorio, ha garantito cicli di carica-scarica senza decadimento di più di 400 volte, con tra l'altro un funzionamento a 3,6 volt, circa il 40% superiore rispetto alle batterie a sale fuso già disponibili e con standard di sicurezza molto elevati.

"Siamo davvero entusiasti di quanta energia potremmo potenzialmente stipare in questo sistema grazie al nuovo catolita. Le batterie al sodio fuso esistono da decenni e sono presenti in tutto il mondo, ma nessuno ne parla mai" afferma la ricercatrice Martha Gross.

"Questa è la prima dimostrazione del ciclo stabile a lungo termine di una batteria al sodio fuso a bassa temperatura. La magia di ciò che abbiamo messo insieme è che abbiamo identificato la chimica del sale e l'elettrochimica che ci consentono di operare efficacemente a 110 °C. Questa configurazione di ioduro di sodio a bassa temperatura è una sorta di reinvenzione di ciò che significa avere una batteria al sodio fuso" afferma il ricercatore Erik Spoerke.

Gli scienziati stanno ora rivolgendo la loro attenzione ad un'ulteriore riduzione del costo della batteria, che potrebbe derivare dalla sostituzione del cloruro di gallio con un composto equivalente, puntano ad avere una tecnologia commercializzabile entro i prossimi 5-10 anni.

39 Commenti
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Notturnia26 Luglio 2021, 09:25 #1
entro 5-10 anni.. e quindi fra 10-15 forse utilizzabili anche come prezzo/prestazioni.. ma resta il problema della temperatura.. 110° non è bassa

p.s. nell'articolo è scritto "con tra l'altro un funziona" credo vada corretto..
Super-Vegèta26 Luglio 2021, 09:40 #2
credo quelle temperature possono essere ottenute tramite i fluidi di raffreddamento presenti in molti processi industriali. Aumenterebbe anche il loro rendimento
Peccato che usare materiali derivati dal gallio vanifichi tutto. Troppo raro e costoso
Axel.vv26 Luglio 2021, 09:49 #3
Chissà se si raffreddano che fine fa l'energia stoccata.
demon7726 Luglio 2021, 09:57 #4
Originariamente inviato da: Notturnia
entro 5-10 anni.. e quindi fra 10-15 forse utilizzabili anche come prezzo/prestazioni.. ma resta il problema della temperatura.. 110° non è bassa


Aspetta.. vero che 110 non è "bassa" ma bisogna vedere quale è l'ambito di impiego: se parliamo di un blocco di accumulo per residenze o industrie è una cosa più che gestibile.
barzokk26 Luglio 2021, 10:03 #5
Dovrebbero usare il grafene,
non lo sapete che è il futuro ?
io78bis26 Luglio 2021, 10:07 #6
In effetti la temperatura non mi sembra un grosso problema, immagino ci siano diversi siti produttivi dove quelle temperature si raggiungono senza àumenti di costi ma semplicemente sfruttando il normale ciclo produttivo
NickOne26 Luglio 2021, 10:07 #7
La temperatura è un non problema dato che una volta archiviata può essere mantenuta con il processo stesso e il giusto isolamento se poi pensiamo ai 300\400 gradi attuali, 110 sono un niente anche per l'eventuale sporadica partenza a freddo.
C'è poi da considerare l`utilizzo di queste ultime che vanno pensate per l`utilizzo in supporto a solare e eolico, non nel telefono
mail9000it26 Luglio 2021, 10:46 #8
Originariamente inviato da: NickOne
C'è poi da considerare l`utilizzo di queste ultime che vanno pensate per l`utilizzo in supporto a solare e eolico, non nel telefono


Nel campo delle batterie al momento il Sacro Graal è una batteria adatta alle auto e questa non lo è. Potrebbe essere utile nell'industria o nella distribuzione dell'energia in rete come polmone, ma dipende da tanti fattori che non sono in questo articolo.
FS926 Luglio 2021, 11:41 #9
Originariamente inviato da: mail9000it
Nel campo delle batterie al momento il Sacro Graal è una batteria adatta alle auto e questa non lo è. Potrebbe essere utile nell'industria o nella distribuzione dell'energia in rete come polmone, ma dipende da tanti fattori che non sono in questo articolo.


Questa non nasce come batteria automotive, tra l'altro il nucleo in ceramica la rende troppo fragile. E' utilizzata (nella versione attuale) prevalentemente come backup in postazioni stazionarie (stazioni telefoniche sperdute, isole, ...); ha una sua nicchia di mercato che la rende appetibile in alcune situazioni. Certo non sostituira' mai le batterie al litio.


Originariamente inviato da: Axel.vv
Chissà se si raffreddano che fine fa l'energia stoccata.


La carica rimane.
Personaggio26 Luglio 2021, 11:52 #10
Originariamente inviato da: mail9000it
Nel campo delle batterie al momento il Sacro Graal è una batteria adatta alle auto e questa non lo è. Potrebbe essere utile nell'industria o nella distribuzione dell'energia in rete come polmone, ma dipende da tanti fattori che non sono in questo articolo.


Assolutamente no. Ad oggi le batterie per le auto elettriche ci sono, e i costi sono in continuo calo. Già oggi una Tesla Model 3 costa come un diesel delle stesse dimensioni (Segmento D) e molto meno di un benzina o diesel a pari prestazioni e dimensioni. (Segmento D, sportivo).
Mentre per l'accumulo energetico di un paese stiamo ancora a caro amico. Ci sono sistemi per l'accumulo stagionale come i bacini idrici artificiali (In italia usati solo per questo e non più per produrre energia idroelettrica) o il più costoso ciclo chiuso Idrogeno-Metano. MA per l'accumulo giornaliero questi sistemi sono altamente inefficienti, serve usare le batterie. Per questo scopo non serve che le batterie siano piccole, si può prendere un edificio di 10 piani, riempirlo di batterie per contenere centinaia di MWh, ma farlo con le batterie al Litio estremamente troppo costoso e soprattutto le materie prime non sarebbero sufficienti. La strada giusta sono quelle ai sali liquidi, e finché non avremmo un sistema di accumulo efficiente sia dal punto di vista energetico che economico per l'accumulo giornaliero, diventa impossibile superare il 60% di energia prodotta da fonti rinnovabili.
Quindi i Sacro Grall è una batteria per 'accumulo giornaliero, non per le vetture elettriche.

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