RWE sta testando le batterie NASA Idrogeno-Nichel che durano per 30 mila cicli di ricarica

RWE, un’azienda energetica tedesca, sta testando una tecnologia avanzata di batterie originariamente sviluppata dalla NASA per la Stazione Spaziale Internazionale, che si basa su materiali non rari e facilmente disponibili: Idrogeno e Nichel. 

L’innovativa soluzione di stoccaggio dell’energia viene integrata nei progetti eolici e solari dell’azienda.

RWE ha in programma di testare le batterie al nichel-idrogeno in un progetto pilota sulle energie rinnovabili presso il suo impianto di prova di Milwaukee, nel Wisconsin, negli Stati Uniti.

Le batterie, denominate Energy Storage Vessels (ESV), capaci di oltre 30.000 cicli, sono fornite da EnerVenue, un’azienda leader nell’uso commerciale della tecnologia metallo-idrogeno ad alta efficienza.

Ecco un video che presenta come funzionano queste batterie e come può essere realizzato un impianto basato su queste batterie:

L’innovazione del nichel-idrogeno

Le tecnologie di immagazzinamento dell’energia sono urgentemente necessarie in quanto il mondo sta attraversando un passaggio significativo alle fonti di energia rinnovabili. Finora la nostra opzione più importante sono state le batterie agli ioni di litio, ma la creazione di soluzioni di accumulo su larga scala sta diventando sempre più costosa e lunga.

Le batterie agli ioni di litio sono vulnerabili alla fuga termica e, per evitare incidenti gravi, le grandi soluzioni di stoccaggio dell’energia richiedono strutture di raffreddamento, ventilazione e soppressione degli incendi supplementari. Le batterie al nichel e all’idrogeno possono essere utili in questa situazione. Tutti costi aggiuntivi.

Le batterie al nichel-idrogeno funzionano come le batterie tradizionali con elettrodi impilati, ma sono racchiuse in un serbatoio di gas pressurizzato. Il catodo utilizza idrossido di nichel, mentre l’anodo si basa sull’idrogeno. La carica produce idrogeno gassoso, che viene ossidato durante la scarica per creare acqua.

Come si presenta la batteria nel suo contenitore a pressione

Nonostante le preoccupazioni legate alla manipolazione dell’idrogeno combustibile e ai serbatoi pressurizzati, la pressione interna è solo il 5% di quella delle celle a combustibile a idrogeno. Inoltre, qualsiasi eccesso di pressione provoca la ricombinazione dell’idrogeno in acqua, garantendo la sicurezza.

Soluzioni di stoccaggio avanzate

La NASA utilizza batterie al nichel-idrogeno per sistemi come la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) fin dagli anni Settanta. Nel progetto iniziale sono stati utilizzati catalizzatori di platino, costosi. Ma nel 2020 Yi Cui, professore di scienze dei materiali a Stanford, ha creato un sostituto meno costoso utilizzando una lega di nichel-molibdeno-cobalto, aprendo la tecnologia a un uso più ampio.

L’invenzione di Cui di un catalizzatore economico in lega di nichel-molibdeno-cobalto ha portato alla fondazione di EnerVenue. La batteria ha una durata di vita eccezionalmente lunga, che elimina la necessità di aumentare o sovradimensionare le dimensioni.

I pacchi batteria di EnerVenue, chiamati ESV, sono costituiti da serbatoi lunghi due metri e larghi 15 centimetri in grado di immagazzinare 3 kWh di energia. A differenza delle batterie agli ioni di litio, le ESV funzionano in un ampio intervallo di temperature (da -40°F a 140°F) senza richiedere ulteriori misure di sicurezza. Tuttavia, le batterie al nichel-idrogeno sono più costose da produrre e hanno una densità energetica inferiore, il che richiede un numero maggiore di unità per eguagliare le prestazioni degli ioni di litio.

Nonostante queste limitazioni, le batterie al nichel-idrogeno eccellono per la loro durata, con un ciclo di vita di 30.000 cicli di carica, equivalente a 30 anni di utilizzo. EnerVenue stima che mantengano l’86% della capacità anche dopo un uso intensivo. Questo le rende un’alternativa promettente per l’accumulo di energia a lungo termine in un futuro energetico sostenibile.

Progredire nella sostenibilità

Il progetto pilota di RWE presso il suo impianto di sperimentazione statunitense vicino a Milwaukee valuterà le batterie ESV di EnerVenue.

Gli obiettivi del progetto sono la valutazione dell’efficienza complessiva, della resistenza alla temperatura, della durata, delle prestazioni di carica e scarica e dell’adattabilità ai cicli. RWE utilizzerà i dati di questi esperimenti per migliorare la tecnologia in vista di una possibile integrazione futura nei progetti energetici.

RWE sostiene che gli ESV hanno una durata di vita estremamente lunga e possono effettuare tre cicli al giorno. Il loro design scalabile garantisce flessibilità e sicurezza, evitando i rischi di fuga termica che si riscontrano nelle batterie agli ioni di litio, eliminando così i costosi sistemi di soppressione degli incendi. Inoltre, le ESV sono più facili da riciclare, migliorando la loro sostenibilità e il loro fascino ambientale.

Un modulo di batterie nichel idrogeno

RWE sta testando gli ESV di EnerVenue presso il suo stabilimento di Milwaukee per valutare le prestazioni delle batterie.

“Gli Energy Storage Vessels sono costruiti per soddisfare le esigenze delle più diverse e difficili applicazioni di energia pulita, fornendo una risposta affidabile, duratura e sostenibile per i progetti di energia rinnovabile su larga scala. La collaborazione con un leader come RWE ci permette di mostrare le capacità della nostra tecnologia e di dimostrare come essa possa guidare il futuro dell’espansione dell’energia pulita e della resilienza della rete”, ha dichiarato Majid Keshavarz, CTO di EnerVenue, in un comunicato.

RWE sviluppa e gestisce sistemi di accumulo di batterie negli Stati Uniti, in Europa e in Australia, con una capacità attuale di 0,7 GW e 1,4 GW in costruzione. Nell’ambito della sua strategia Growing Green, l’azienda mira a espandere la propria capacità a 6 GW a livello globale entro il 2030.