In un articolo pubblicato sulla rivista Nature – considerata tra quelle di maggior prestigio nell’ambito della comunità scientifica internazionale – ricercatori del MIT riferiscono di una nuova batteria realizzata completamente non solo con materiali economici e ampiamente disponibili, ma anche con il vantaggio di poter essere ricaricata in meno di un minuto.
La nuova architettura per batterie sfrutta allumino e zolfo come materiali per l’elettrodo, e un elettrolita di sale fuso collocato al centro. L’articolo è firmato dal Professore del MIT, Donald Sadoway, e da altri 15 accademici del MIT e di Cina, Canada, Kentucky e Tennessee. La difficoltà con questo nuovo tipo di batteria è che richiede una varietà di sali fusi che devono trovarsi “vicino al punto di ebollizione dell’acqua”.
Nei loro esperimenti, il team di ricercatori ha dimostrato che le celle della batteria, possono supportare centinaia di cicli con un eccezionale velocità di ricarica, con un costo preventivato per cella di circa un sesto rispetto a quelle delle celle delle batterie a ioni di litio. È stato dimostrato che la velocità di ricarica è altamente dipendente dalla temperatura di esercizio, e che a 110° Celsius la ricarica avviene 25 volte più velocemente rispetto a 25° Celsius. Curiosamente, il team ha scelto il sale fuso come elettrolita semplicemente per il suo punto di fusione, un puro caso che si è trasformato in un vantaggio fortuito.
Uno dei più grandi problemi nell’affidabilità delle batterie è la formazione di dendriti sulla superficie del catodo, minuscole formazioni irregolari e aghiformi che possono perforare il separatore della batteria provocando cortocircuiti e persino l’esplosione del dispositivo. Sfruttando il particolare sale in questione, il problema dei dendriti non si presenta, con ovvii vantaggi per prevenire malfunzionamenti.
Da evidenziare che la batteria in questione non richiede fonti esterne di calore per mantenere la temperatura di esercizio. Il calore è prodotto naturalmente per via elettrochimica, durante il caricamento e scaricamento della batteria, impedendo ai sali di raffreddarsi. Secondo i ricercatori, queste nuove batterie potrebbero essere ideali nelle installazioni per lo stoccaggio energetico, utili ad esempio per alimentare una casa o una attività media, in grado di offrire lo stoccaggio di decine di chilowattora, combinate ad esempio con l’energia solare generata dal proprio impianto fotovoltaico, garantendo continuità in caso di interruzioni temporanee.
Per installazioni più grandi, con potenza come quella offerte dagli operatori del settore, da decine a centinaia di megawattora, differenti tecnologie dovrebbero più efficaci, ad esempio le batterie liquid metal, che sembrano ancora migliori per l’immagazzinamento energetico.
Il prof. Sadoway e suoi studenti anni addietro hanno avviato uno spinoff, Ambri allo scopo di progettare svilupperà un sistema di accumulo di energia basato su batterie con tecnologia a metallo liquido. Per le sue invenzioni, il prof. Sadoway ha recentemente ricevuto l’European Inventor Award, assegnato a inventori il cui duro lavoro e la cui immaginazione stanno cambiando le nostre vite.x
