Batterie allo zolfo: la ricerca Enea

25 Luglio 2019 NEWS , SMART ENERGY
Batterie allo zolfo: la ricerca Enea

L’accumulo è la ricetta anti sperpero. Perché non basta produrre sempre più energia rinnovabile, serve un sistema capace di assorbire l’eccedenza dell’elettricità catturata durante le ore di punta e ridistribuirla nell’arco della giornata, secondo le esigenze. Dunque c’è bisogno di accumulo e non stupisce che proprio lo storage si sia trasformato in una straordinaria sfida tecnologica e geopolitica basata su due strumenti: una lotta serrata per conquistare i giacimenti dei materiali che vengono considerati strategici e una ricerca in grado di modificare la mappa delle utilità trovando la possibilità di usare materiali più comuni e con minor impatto ambientale.

Uno dei materiali chiave per l’accumulo è il litio che da un quarto di secolo rappresenta il filone dominante nella ricerca sulle batterie. Di litio però sia l’Italia che l’Europa non dispongono. E inoltre in questo segmento alcuni grandi potenze dominano la scena. Che ruolo può ritagliarsi il nostro Paese nello storage? Qual è il segmento in cui, con un guizzo di reni, potremmo conquistare una posizione di testa prima nella ricerca e poi nella produzione?

“La batteria litio-ione rappresenta senza dubbio il sistema di accumulo a più alta densità di energia, ma ormai probabilmente le sue prestazioni si stanno avvicinando al limite. Ed emergono alcuni punti deboli legati al suo utilizzo, per questo abbiamo deciso di puntare sull’abbinata litio – zolfo”, risponde Pier Paolo Prosini, il ricercatore Enea responsabile di questo filone di ricerca. “Lo zolfo ha vari vantaggi: è un materiale facilmente reperibile e poco costoso; le batterie litio – zolfo usano lo zolfo al posto dei metalli pesanti e questo rende il loro smaltimento più facile; la produzione è molto più pulita rispetto ai precedenti tipi di batteria. E, dal punto di vista nazionale, con lo zolfo non abbiamo problemi: è particolarmente abbondante in Sicilia”.

L’accoppiata risulta vincente dal punto di vista del peso: si può guadagnare un ordine di grandezza. Cioè a parità di peso si può puntare a ottenere prestazioni 10 volte migliori. Ma c’è una controindicazione: il volume. Se passiamo a valutare l’ingombro delle batterie troviamo che con lo zolfo c’è bisogno di più spazio.

Ecco perché – spiega Prosini – la componente zolfo risulta particolarmente adatta ad alcuni usi e meno adatta ad altri. Mentre appare poco probabile che questa tecnologia venga applicata a settori in cui la corsa verso la riduzione dei volumi è centrale (ad esempio cellulari e pc portatili), un utilizzo ideale è quello domestico per catturare l’energia prodotta da un impianto fotovoltaico. Un altro è l’accumulo di rete in una logica smartgrid. Altri due grandi mercatipromettenti sono l’automobile e l’aviazione, perché auto, droni e aerei elettrici richiedono batterie sempre più potenti.

“Insomma, in una prima analisi basata sul fattore peso le possibilità appaiono entusiasmanti”, continua Prosini. “Esaminando la prospettiva in maniera più ampia il margine di vantaggio che può essere offerto dallo zolfo si riduce ma resta consistente: risulta vincente sotto il profilodell’impatto ambientale, della tossicità, della disponibilità, del costo e della densità energetica”.

Quali sono le caratteristiche tecniche della batteria a cui sta lavorando Enea? “L’obiettivo finale di questo progetto è la realizzazione di una batteria litio-zolfo di energia pari a circa 1.0 Wh e condensità di energia superiore a quella delle attuali batterie litio-ione da 200 a 300 Wh/kg”, conclude Prosini. “La batteria sarà prodotta con un anodo di litio e un catodo a base di zolfo. La tensione nominale sarà di circa 2.05 V e lacapacità di 500 milliampereora. L’interesse a livello industriale è alto perché questa tecnologia va in direzione di sistemi diproduzione a basso impatto ambientale e ridotte emissioni di gas serra”.

A proposito dell'autore

Giornalista e divulgatore, da oltre 25 anni segue i temi ambientali. Tra i suoi libri, "Ecomafia" (Editori riuniti, 1995, con Enrico Fontana), "Far soldi con l’ambiente" (Sperling & Kupfer, 1996, con Giorgio Lonardi), "Il grande caldo" (Ponte alle grazie, 2004), "Soft economy" (Rizzoli, 2005, con Ermete Realacci).

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