Scienziati cinesi creano una batteria al vanadio con alta densità energetica e durata

Un team di scienziati cinesi ha sviluppato un nuovo tipo di batteria a flusso di vanadio che potrebbe rivoluzionare il settore dell’accumulo di energia su larga scala.

Batterie a flusso di vanadio

Le batterie a flusso di vanadio sono una tecnologia promettente per l’accumulo di energia rinnovabile, in quanto hanno una lunga durata di vita, un’elevata sicurezza e scalabilità. Tuttavia, hanno anche un costo iniziale elevato, che ne limita l’adozione su larga scala. nelle batterie a flusso gli elettroliti sono stoccati in forma liquida per poter circolare sino alla membrana intermedia dove avviene lo scambio di elettroni che genera l’energia elettrica.

Il componente chiave di una batteria a flusso di vanadio è lo “stack”, una struttura che consiste in una serie di celle che convertono l’energia chimica in energia elettrica. Il costo della pila è determinato in gran parte dalla sua densità di potenza, ovvero dal rapporto tra la potenza in uscita e il volume della pila. Più alta è la densità di potenza, più piccola ed economica è la pila.

Più del doppio della potenza

Per ottenere un’elevata densità di potenza, i ricercatori dell’Istituto di Fisica Chimica di Dalian (DICP) dell’Accademia Cinese delle Scienze (CAS) hanno progettato una pila da 70 kW, più del doppio dell’attuale pila da 30 kW. Hanno utilizzato materiali sviluppati in proprio, come membrane composite porose saldabili e piastre bipolari altamente conduttive saldabili, per creare una pila con un percorso di flusso breve, una struttura della batteria ultrasottile, una bassa resistenza al flusso e canali di flusso ad alta uniformità di distribuzione.

Il risultato è uno stack con una densità di potenza volumetrica di 130 kW/m3 e una riduzione dei costi del 40%. Lo stack ha anche un’elevata efficienza energetica, superiore all’80% in diverse condizioni di potenza, e un rendimento stabile dopo oltre 1.200 cicli, con un decadimento dell’efficienza energetica pari solo all’1,7%.

Scalabilità

I ricercatori sostengono che il loro stack può consentire a un modulo di unità di accumulo di energia in container da 20 piedi di raddoppiare la sua potenza da 250 kW a 500 kW, senza aumentare in modo significativo le dimensioni delle unità di potenza e il costo delle strutture di supporto al sistema.

“Questo stack da 70 kW può promuovere la commercializzazione delle batterie a flusso di vanadio. Crediamo che lo sviluppo di questo stack migliorerà l’integrazione delle unità di potenza nell’energia”, ha dichiarato il Prof. Li Xianfeng, leader del team di ricerca.

Le batterie a flusso di vanadio sono una tecnologia promettente per soluzioni di accumulo energetico efficienti e sostenibili, su grande dimensione,  e lo sviluppo di uno stack di batterie ad alta densità di potenza da 70kW rappresenta un passo significativo verso la commercializzazione. Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche e sviluppi per ottimizzare le prestazioni e ridurre i costi, ogni scoperta ci avvicina a sbloccare il pieno potenziale di questa tecnologia.

Di recente, una startup cinese di nome Betavolt ha creato una batteria nucleare che ha le dimensioni di una moneta e può produrre elettricità per 50 anni senza bisogno di essere ricaricata. L’azienda sostiene che si tratta della prima batteria nucleare al mondo in grado di miniaturizzare l’energia atomica, inserendo 63 isotopi nucleari in un modulo minuscolo. Mentre Betavolt passa dallo sviluppo alla fase pilota e si prepara alla produzione su larga scala, sembra pronta a fare presto il suo ingresso sul mercato.