Sale qb … anche nelle batterie

6 Ott

Negli ultimi anni, i nostri dispositivi elettronici hanno avuto un notevole miglioramento puntando sempre di piu’ verso i concetti di portabilita’ e wireless. Come sapete, oggi come oggi, la maggior parte dei nostri gadget tecnologici sono dotati di batterie ricaricabili. Il progresso in questo settore ha reso disponibili batterie sempre piu’ piccole, capienti e con cicli di carica sempre piu’ rapidi.

Il principio di utiizzo di una batteria di questo tipo e’ ovviamente chiaro a tutti. Si carica di energia il nostro sistema, per poi utilizzarlo scollegato dalla rete elettrica. Questo e’ fondamentale per portare a spasso i nostri dispositivi dove non e’ disponibile la rete elettrica.

Perche’ faccio questo preambolo?

Molto spesso nei nostri articoli abbiamo parlato di energie rinnovabili. Come sapete bene, le fonti piu’ utilizzate in tal senso sono senza dubbio l’eolico e il solare. A parte tutti i discorsi sull’efficienza di queste risorse, uno dei problemi principali riscontrati e’ la non costanza della fonte primaria. Mi spiego meglio. I pannelli solari che normalmente utilizziamo hanno bisogno, per definizione, del sole per produrre energia. Detto questo, di notte non possono funzionare. Analogamente, per quanto si cerchi di trovare la miglior postazione, in assenza di vento le pale eoliche non girano.

Il problema della disponibilita’ delle risorse e’ uno di quelli maggiormente studiati e analizzati dai gestori elettrici. In diverse compagnie sono presenti gruppi di studio che cercano di simulare la produzione energetica anche solo con poche ore di anticipo. Questo e’ fondamentale in virtu’ della pianificazione. Se le fonti producono energia nel momento in cui la rete non la richiede, ci troviamo con un surplus inutilizzato. Analogamente, se la richiesta energetica e’ massima quando la produzione e’ minima, siamo costretti a ricorrere ad altre fonti per soddisfare le richieste.

Per ovviare a questi problemi, si ricorre a sistema di accumulazione basati proprio su batterie. Riprendendo l’esempio del solare, durante il giorno l’energia prodotta viene stoccata in batterie in grado di accumularla per poi cederla quando la richiesta aumenta.

Il problema principale delle batterie normalmente utilizzate, ed in questo caso la capacita’ di contenimento e’ il parametro piu’ importante, e’ che molto spesso questi sistemi sono basati su metalli e componenti che, una volta esaurito il ciclo vitale delle batterie, sono estremamente tossici e dannosi per l’ambiente. L’esempio principale in questo caso e’ quello delle batterie al piombo.

Bene, negli ultimi mesi una delle principali compagnie produttrici di batterie, l’italiana FIAMM, ha reso disponibili dei sistemi basati semplicemente sul cloruro di sodio, cioe’ proprio il semplice sale.

Batteria SoNick della FIAMM

Batteria SoNick della FIAMM

Ad essere sinceri, e al contrario di quello che leggete in rete, le batterie al cloruro di sodio sono una realta’ gia’ da qualche anno. Quello che e’ riuscita a migliorare notevolmente la FIAMM e’ la capacita’ di contenimento energetico e soprattutto la durata delle batterie.

Questa nuova serie di batterie si chiama SoNick ed e’ basata sul cloruro di sodio e sul cloruro di Nichel. Durante il funzionamento, il cloruro di nichel si deposita al catodo, mentre il sodio, dissociato dal NaCl, si deposita sull’anodo. In ciascuna cella, anodo e catodo sono separati da una barriera ceramica che consente il passaggio degli ioni di sodio per il funzionamento della batteria. La tensione a circuito aperto della singola cella e’ di 2.58V e questo valore, al contrario di molte batterie commerciali, rimane pressoche’ costante per gran parte del profilo di scarica. Questo sistema consente di conservare la carica per tempi piu’ lunghi oltre ad allungare notevolmente la vita stessa della batteria.

Questo tipo di batterie e’ stato sviluppato appositamente per essere connesso con i sistemi rinnovabili, appunto solare ed eolico. La fase di ricerca e sviluppo e’ durata diversi anni ed e’ stata fatta in collaborazione anche con il CNR. Detto questo, capite molto bene l’importanza di questo risultato e l’interesse di moltissimi produttori in questi nuovi sistemi.

La stessa FIAMM ha costruito nella sua sede un parco solare munito di batterie al sale. Inoltre, in collaborazione con Ansaldo, si e’ aggiudicata la gara per la costruzione di un impianto nella Guyana francese. Il progetto prevede la realizzazione di un parco in grado di formire elettricita’ a diverse famiglie della zona e potrebbe essere il primo di una serie pensata proprio per portare elettricita’ in luoghi difficilmente raggiungibili dalla rete tradizionale.

Punto di forza di queste batterie e’ ovviamente l’impatto ambientale minimo al termine del ciclo vitale. Ad oggi, le batterie al sale vengono gia’ utilizzate nella trazione elettrica di autobus, ad esempio dalla Iveco. Queste nuove batterie consentiranno anche in questo caso di migliorare la durata dei sistemi e di garantire percorsi sempre piu’ lunghi prima della ricarica.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

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4 Risposte to “Sale qb … anche nelle batterie”

  1. Renato ottobre 7, 2013 a 6:16 am #

    Caro Matteo,
    Come sai, sono particolarmente interessato al discorso energetico, sia per il lavoro che faccio sia per curiosità personale. L’accumulatore che descrivi, come hai giustamente fatto notare, é in circolazione da alcuni anni. Si chiama Zebra, che é l’acronimo di “batteria ricaricabile a zero emissioni”.
    Questo tipo di accumulatore é stato studiato per essere utilizzato in diverse applicazioni gravose (autotrazione, macchine operatrici e se non sbaglio anche nell’ultima classe di sottomarini italo-tedeschi).
    Tuttavia gli accumulatori zebra devono essere gestiti da microprocessori per mantenere la temperatura interna ad oltre 250 gradi per poter funzionare, la FIAMM ha trovato un’altra soluzione?
    Buona giornata.
    Renato.

    • psicosi2012 ottobre 7, 2013 a 6:38 am #

      Ciao Renato,
      quello che dici e’ giustissimo. Il marchio Zebra e’ in circolazione da diversi anni, ma ora e’ prodotto direttamente dalla FIAMM.

      Le SoNick sono un’evoluzione di questi sistemi. LA temperatura di esercizio e’ sempre intorno ai 270 gradi interni, proprio per consentire le reazioni chimiche di dissociazione. La nuova serie sonick prevede una maggiore stabilita’ rispetto alle precedenti, garantendo il funzionamento a qualsiasi temperatura esterna. Le precedenti zebra avevano qualche problema per temperature troppo estreme.

      L’innovazione principale in questo caso e’ data dalla barriera ceramica a cui ho accennato. La Fiamm ha utilizzato una barriera mista ceramica allumina che consente una maggiore mobilita’ degli ioni ed una tenuta maggiore. Ad oggi, le sonick sono garantite, come detto, a tutte le temperature, e per almeno 3500 cicli di carica/scarica.

      L’innovazione che puo’ sembrare minima in questo caso, ma non per un esperto come te, fa capire molto bene la praticita’ di utilizzo di questa nuova serie nelle rinnovabili.

      Ti segnalo qualche link che sicuramente ti interessera’. Qui trovi la scheda tecnica delle sonick:

      http://www.fiamm.com/sodium-nickel-battery-mobility.php?s=3006

      mentre qui proprio un articolo sulla storia del passaggio zebra–> sonick:

      http://www.fiamm.com/sodium-nickel-battery-mobility.php?s=3006

      Ultima considerazione, come vedi nella foto riportata nell’articolo, sulla batteria e’ presente il doppio marchio zebra-sonick, proprio a dimostrare il passaggio e l’attuale produzione made in Italy.

      Grazie mille di questo interessantissimo commento!

      Buona giornata,
      Matteo

      • Renato ottobre 7, 2013 a 6:52 am #

        Hemm….
        I due link sono identici.
        Comunque mi piace vedere che sei sempre aggiornatissimo.
        Complimenti.
        Renato.

      • psicosi2012 ottobre 7, 2013 a 6:58 am #

        Hai ragione ….. non e’ andato a buon fine il copia incolla 🙂

        Ecco il secondo link:

        http://www.lcenergy.com.au/energy_fiamm_batteries.aspx

        E grazie per i complimenti, ma soprattutto per i tuoi sempre interessanti e preparati commenti!

        Buona giornata,
        Matteo

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