La corrente elettrica nei metalli, nei liquidi e nei gas, di Michele Longo IVA L.Sc.trad.a.s.2019-20
Una nuova batteria economica può incrementare significativamente l'accumulo di energia su larga scala. Lo studio iniziale del prototipo, pubblicato nel prestigioso Energia della natura suggerisce che, quando i ricercatori del Pacific Northwest National Laboratory decifrarono il funzionamento dello zinco-manganese, trovarono un modo per migliorare notevolmente le batterie senza aumentare i costi.
Lo scarso accumulo di energia dalle batterie continua a ostacolare le innumerevoli tecnologie emergenti, compresi molti progetti di energia verde. Lo scarso accumulo di energia è un problema chiave nell'adozione dell'energia solare ed eolica, poiché le batterie attuali non sono in grado di trattenere energia sufficiente durante i periodi di punta per compensare periodi di produzione di energia più bassi, come di notte o quando il vento si spegne. I ricercatori di tutto il mondo stanno cercando disperatamente un modo per aumentare lo stoccaggio di energia, e qualsiasi progetto veramente nuovo offre un enorme potenziale.
L'accumulo di energia in zinco-manganese non è di per sé nuovo, ma i test precedenti avevano scoperto che le batterie perdevano la capacità di sostenere una carica in modo precipitoso nel tempo. I ricercatori hanno ipotizzato che il declino della batteria fosse il risultato di un processo chiamato intercalazione, che si verifica in una certa misura nelle batterie agli ioni di litio.Ma questo studio più recente ha scoperto che le batterie zinco-manganese immagazzinano energia attraverso la conversione chimica, come le batterie piombo-acido, offrendo la possibilità di migliorare lo stoccaggio.
Quando le batterie zinco-manganese immagazzinano energia, parte del manganese della batteria si dissolve nella soluzione elettrolitica. Se questo processo avviene in misura abbastanza grande, la batteria perde una notevole quantità della sua capacità di accumulo di energia. Così i ricercatori hanno incrementato la concentrazione di manganese nelle batterie prototipo, hanno scoperto che potevano mantenere l'accumulo di energia a circa il 92% del volume iniziale anche dopo 5.000 cicli.
"Questa ricerca dimostra che l'equilibrio deve essere controllato durante una reazione di conversione chimica per migliorare le prestazioni della batteria all'ossido di zinco-manganese", afferma Jun Liu, un collega di laboratorio PNNL e co-autore dello studio, in un comunicato stampa di laboratorio.
"Di conseguenza, le batterie di ossido di zinco-manganese potrebbero essere una soluzione più valida per lo stoccaggio di energia su larga scala rispetto alle batterie agli ioni di litio e al piombo utilizzate per supportare la rete oggi", aggiunge Liu.
La parte migliore della scoperta è che le batterie zinco-manganese sono convenienti e abbondano i materiali di base. Anche i maggiori aumenti della domanda di zinco e manganese potrebbero non mettere in evidenza i livelli attuali di offerta, il che è fondamentale, perché se la scoperta è la metà importante di quello che sembra, ci sarà molta richiesta. E nessuno vuole vedere una tecnologia rivoluzionaria come questa scintilla di zinco e manganese in giro per il mondo. No. Questo potrebbe essere il vero affare.
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