Energie rinnovabili, micro-generazione e generazione distribuita: sono molte le istanze che la decarbonizzazione della societ moderna porta con s. Se dal lato della produzione sono molte le alternative percorribili e si sono fatti diversi passi in avanti sul fronte dell’efficienza energetica, uno dei tasselli che ancora manca rappresentato dalle soluzioni di stoccaggio dell’energia. L’energy storage infatti un punto chiave in un sistema in cui la generazione dell’energia non costante e programmabile, ma incostante e imprevedibile, essendo legata – ad esempio – alla presenza di copertura nuvolosa o alla mancanza di vento.

Sia che il problema da risolvere interessi lo sbilanciamento energetico del sistema (in cui consumo di energia e produzione non coincidono), sia per favorire soluzioni di indipendenza dalla rete elettrica, le batterie rappresentano un tassello importante e c’ molto lavoro di ricerca in questo campo. Le batterie al litio sono state scelte da Tesla per la sua soluzione Powerwall, ma ci sono altri tipi che promettono di essere protagonisti nel futuro. Le batterie a flusso appartengono a questa categoria. Il loro principio di funzionamento di basa sulla presenza di due liquidi separati da una membrana a scambio ionico: durante le fasi di carica e scarica i liquidi vengono fatti circolare attraverso delle pompe ed entrano in contatto con la membrana, scambiando ioni in modo direzionale, in un verso quando la batteria fornisce energia, nell’altro quando invece sotto carica. Lo scambio ionico alla membrana porta a viaggiare nel circuito a cui collegata la batteria un flusso di elettroni. I due liquidi non entrano mai in contatto fra di loro e si scambiano solo ioni attraverso la membrana.

Ad oggi una delle soluzioni pi utilizzate quella della batteria redox al vanadio che nella forma attuale utilizza elettroliti ad acido solforico e coppie redox di vanadio in entrambe le semicelle. Il vanadio per un elemento abbastanza costoso, non facilissimo da reperire in natura. Viene prodotto in Cina e in Russia dalle scorie delle fonderie di acciaio; altri paesi lo producono sia dalla polvere di scarico dell’olio pesante o come sottoprodotto dell’estrazione dell’uranio.

Una novit nel settore arriva per da un’azienda italiana: Green Energy Storage. Si tratta di una start up italiana nata nel 2015 da un team di professionisti operanti nel settore dellefficienza energetica e dello storage, che l’anno scorso ha acquisito un brevetto dell’Universit di Harvard per la produzione commerciale di una batteria a flusso basata su composti organici. Ad Harvard il gruppo di lavoro del Prof. Michael J. Aziz ha infatti lavorato in questi anni a un prototipo di flow battery che utilizza chinoni come elementi attivi al posto del vanadio. In particolare, per la soluzione sviluppata da Green Energy Storage, stato scelto un chinone estratto dal rabarbaro, dando cos un ulteriore lato green al progetto. Rispetto al vanadio l’utilizzo dei chinoni dovrebbe garantire anche costi inferiori, sia per la pi facile gestione dei composti, sia per la pi elevata densit di energia immagazzinabile da questi ultimi.

La soluzione Green Energy Storage da circa 3kW

Ieri a Milano l’azienda ha presentato il suo primo prodotto commerciale, che sar in vendita a partire dall’anno prossimo, con una potenza di 3kW ed energia immagazzinata di circa 10 kWh, ma il progetto prevede di arrivare entro il 2018 a una gamma completa con batterie fino a 10kW. Uno degli aspetti particolari di questo tipo di batterie la possibilit di disaccoppiare la potenza dall’energia complessiva della batteria, in quanto la prima relativa all’estensione del reattore lamellare a membrana a scambio ionico, mentre seconda legata semplicemente alla capienza dei serbatoi dei due liquidi. Si possono cos creare batterie per diversi tipi di utilizzo semplicemente variando in modo indipendente le due parti del sistema: ai due estremi potremmo trovare batterie ad alta potenza e bassa energia totale, oppure a bassa potenza e grande energia immagazzinata. Nel primo caso un esempio pu essere una soluzione tampone per aziende voraci di energia (saldature, fonderie), nel secondo la raccolta di energia da un grosso campo fotovoltaico.

Al momento le batterie mostrate funzionano con da un lato un liquido ricco di chinoni e dall’altro acido bromidrico HBr, ma l’obiettivo quello di arrivare a una batteria basata esclusivamente sui chinoni. Questo porterebbe a ulteriori risparmi, visto che per entrambi i liquidi sarebbero necessari solo serbatoi comuni, mentre l’acido bromidrico richiede maggiori precauzioni e materiali anti corrosione. Green Energy Storage ha gi trovato importanti partner per la prima parte di lancio commerciale dei suoi prodotti e vede al suo fianco la municipalizzata di Losanna e Sorgenia. Al momento Green Energy Storage ha un accordo con Harvard per lo sfruttamento commerciale del brevetto in 28 Paesi dell’Unione, ma in trattativa per acquisire i diritti a livello mondiale, diventando cos il primo produttore commerciale di una batteria a flusso a base organica.