Batterie innovative a basso costo: dal Litio al Ferro-Aria

Secondo un articolo di Scientific American pubblicato mercoledì, l’azienda statunitense Form Energy ha inventato una tecnologia che potrebbe rappresentare una svolta fondamentale per l’accumulo a lunga durata di energia solare ed eolica tramite accumulatori dai costi molto contenuti.

L’azienda sostiene che l’innovazione, nota come “batteria ferro-aria”, potrebbe contribuire a decarbonizzare il settore energetico nazionale in modo più economico rispetto ai sistemi di accumulo agli ioni di litio, utilizzando solo materiali nazionali.

Le attuali batterie agli ioni di litio richiedono materiali costosi, provenienti per lo più da altri Paesi, come litio, cobalto, nichel e grafite. La nuova batteria, invece, immagazzina l’elettricità utilizzando il metallo ferroso ampiamente disponibile e funziona secondo il principio della “ruggine reversibile“, cioè che utilizzano il processo di ossidazione del ferro.

In questo processo, il ferro si ossida quasi esattamente come durante il processo di arrugginimento. L’ossigeno necessario per la reazione può essere prelevato dall’aria circostante e non deve essere immagazzinato nella batteria. Questa efficienza del materiale è la ragione delle alte densità di energia raggiunte dalle batterie metallo-aria.

Si prevede che le batterie ferro-aria abbiano densità energetiche teoriche superiori a 1.200 Wh/kg. A titolo di confronto, le attuali batterie agli ioni di litio hanno una densità di circa 600 Wh/kg e ancora meno (350 Wh/kg) se si tiene conto del peso dell’involucro delle celle.

Le batterie ferro-aria sono state valutate per la prima volta all’inizio degli anni ’70 per i veicoli elettrici. Oggi, tuttavia, dati più recenti indicano che potrebbero contribuire a promuovere e diversificare le future forniture di energia elettrica verde per le utility del Paese, ha dichiarato a Scientific American George Crabtree, direttore del Joint Center for Energy Storage Research dell’Argonne National Laboratory.

Le batterie ferro-aria sono molto più grandi degli ioni di litio e possono immagazzinare e scaricare energia fino a 100 ore. Si tratta di una quantità significativamente maggiore rispetto alle quattro ore fornite dalle batterie agli ioni di litio.

In precedenti dichiarazioni, Form Energy ha affermato che la sua tecnologia ferro-aria sarà in grado di “immagazzinare elettricità per 100 ore a costi di sistema competitivi con le centrali elettriche tradizionali”. La pionieristica batteria plurigiornaliera dell’azienda rimodellerà il sistema elettrico per funzionare in modo affidabile con il 100% di energia rinnovabile a basso costo, ogni giorno dell’anno”.

Scelto il sito per il primo stabilimento
Power Magazine ha inoltre riferito che Form Energy ha già scelto il sito per il suo primo stabilimento. Sarà situato a Weirton, in West Virginia, e la costruzione inizierà nel 2023.

Durante l’annuncio di giovedì della nuova fabbrica, Mateo Jaramillo, amministratore delegato e cofondatore di Form Energy, ha definito Weirton “una storica comunità siderurgica che sorge su un fiume e che possiede il ricco patrimonio e il know-how per realizzare grandi cose con il ferro”. Jaramillo ha anche aggiunto che la sua azienda prevede “di generare entrate significative nel 2025”.

Attualmente la batteria di accumulo iniziale ha le dimensioni di una lavatrice e di un’asciugatrice domestica, il che la rende troppo grande e pesante per essere utilizzata nei veicoli. Tuttavia i ricercatori stanno lavorando per ridurne le dimensioni e aumentarne le applicazioni.

Il nostro futuro sarà guidato dalla ruggine o dagli ioni di litio? Certo che una batteria al ferro – ossigeno ha dei costi incredibilmente più bassi, ma ci sono ancora notevoli passi avanti da fare