Dalla segatura alle Batterie: nuove tecnologie permettono di utilizzare gli scarti del Legno per l’accumulazione energetica

La crescente domanda energetica della società moderna richiede soluzioni di stoccaggio sostenibili che richiedano la minor quantità possibili di materiali rari e costosi.

Due recenti innovazioni nel campo delle batterie promettono di rivoluzionare il settore, sfruttando materiali economici e rispettosi dell’ambiente: le batterie ad acqua marina e i supercondensatori ibridi a base di scarti del legno.

Supercondensatori Ibridi dal Legno di Pino

Un gruppo di ricercatori dell’Università dei Paesi Baschi (UPV/EHU) in Spagna ha sviluppato un supercondensatore ibrido utilizzando carbonio derivato da scarti di Pinus radiata. Questa innovazione si concentra sulla creazione di elettrodi ad alte prestazioni a partire da particelle di legno di scarto, una risorsa abbondante e sostenibile nella regione basca.

Guidati da Idoia Ruiz de Larramendi, i ricercatori hanno impiegato processi economici ed ecocompatibili per trasformare questi scarti in elettrodi per condensatori agli ioni di litio (LIC).

Le ricercatrici basche

I LIC combinano i vantaggi delle batterie agli ioni di litio (alta energia) e dei supercondensatori (alta potenza e ricarica rapida), superandone i limiti.

L’innovazione dell’UPV/EHU risiede nell’utilizzo di materiali di scarto per gli elettrodi, in sostituzione della costosa e impattante grafite. Il processo di produzione è stato ottimizzato per essere sostenibile, con l’uso di additivi economici e temperature di sintesi inferiori a 700°C.

I vantaggi sono la  sostenibilità,  grazie all’utilizzo di biomassa di scarto, riducendo la dipendenza da materiali convenzionali e costosi, l’economicità, perché si utilizzano materiali di scarto, e  alte prestazioni, perché la durata è risultata notevole, con 10 mila cicli di carico e carico.

Gli svantaggi possono essere legati proprio alla natura dei condensatori, che hanno un tempo di carico e scarico molto brevi, per cui bisogna studiare soluzioni ad hoc per prolungarne l’utilizzo.

Batterie ad Acqua Marina con Catalizzatore da Scarti del Legno e Urea

Parallelamente, un team di ricerca dell’UNIST (Ulsan National Institute of Science and Technology) in Corea del Sud, guidato dal Professor Dong Woog Lee, ha sviluppato un catalizzatore ad alte prestazioni per batterie ad acqua marina, utilizzando urea e scarti del legno (lignina).

Le batterie ad acqua marina rappresentano una promettente tecnologia di stoccaggio energetico, ma la loro commercializzazione è ostacolata dalla necessità di catalizzatori efficienti ed economici.

Come funziona la batteria ad acua marina e lignina

Il team del Professor Lee ha superato questa sfida creando un catalizzatore che integra lignina, un sottoprodotto dell’industria cartaria e dei biocarburanti, e urea, un composto ricco di azoto presente nelle acque reflue industriali.

Attraverso un processo di riscaldamento controllato, sono riusciti a dopare con azoto ogni parte della struttura della lignina, ottenendo un catalizzatore che riduce significativamente la sovratensione necessaria per le reazioni elettrochimiche nelle batterie ad acqua marina e ne accelera la scarica elettrica.

Il risultato è un catalizzatore dalle prestazioni eccezionali, comparabili al platino, con una potenza massima di 15.76 mW/cm², vicina a quella del prezioso metallo (16.15 mW/cm²). anche qui il vantaggio principale è l’economicità, e la sostenibilità, perché non c’è bisogno di attività mineraria, ma è anche versatile perché utilizzabile per le batterie metallo aria.

Entrambe queste ricerche rappresentano passi significativi verso un futuro energetico più sostenibile, soprattutto dal punto di vista economico, a dimostrazione che la ricerca sta ancora facendo dei passi avanti notevoli. Sfruttando materiali di scarto e processi innovativi, i ricercatori dell’UPV/EHU e dell’UNIST dimostrano il potenziale delle batterie a base di biomassa e acqua marina come alternative ecologiche ed efficienti per lo stoccaggio dell’energia, aprendo la strada a nuove applicazioni in settori cruciali come i veicoli elettrici e le energie rinnovabili.