Uno dei maggiori ostacoli alla rivoluzione delle energie rinnovabili è capire come immagazzinare energia quando il sole non splende, o il vento non soffia.
Ora gli scienziati hanno dimostrato che i mattoni da costruzione standard possono essere convertiti in unità di accumulo di energia, trasformando potenzialmente i mattoni in batterie, e le nostre case… in batterie giganti. Come? Rivestendoli di PEDOT.
Non contate sul litio
Sebbene la tecnologia delle batterie agli ioni di litio abbia registrato drastiche riduzioni dei prezzi negli ultimi anni, la maggior parte degli esperti concorda sul fatto che rimarranno troppo costose per lo stoccaggio su grande scala. La relativa scarsità di litio significa anche che è improbabile che siano in grado di soddisfare tutte le nostre esigenze energetiche.
Questa (giusta) valutazione ha portato a una considerevole ricerca dei modi alternativi di immagazzinare l’energia rinnovabile in eccesso. La ricerca indaga su batterie al sale sciolto molto più economiche, o su approcci dinamici differenti (in sinergia, ad esempio, col raffreddamento radiativo)
C’è però un potenziale mezzo di immagazzinamento dell’energia che sembra ci sia rimasto sotto il naso per tutto questo tempo. In un articolo su Nature Communications, i ricercatori della Washington University di St. Louis hanno dimostrato che dei normali mattoni da costruzione possono essere trattati con una semplice procedura chimica per fornire loro capacità di accumulo di energia simili a quelli di una batteria.
PEDOT, rivestimento per Batterie di mattoni
La tecnica sfrutta la struttura porosa del mattone per depositare uno strato di polimero conduttore chiamato PEDOT in tutto il mattone. Questo converte ogni mattone in un supercondensatore, che è simile a una batteria (anche se ha tempi di ricarica più rapidi con una capacità di archiviazione inferiore).
Il processo dei ricercatori prevede prima di bagnare i mattoni in un vapore di acido cloridrico, che penetra nei pori e reagisce con l’ossido di ferro (la sostanza che conferisce ai mattoni il loro colore rosso). Il processo trasforma l’ossido in una forma reattiva di ferro. Quest’ultimo interagisce con un altro gas che viene iniettato attraverso il mattone per creare una sottile pellicola di PEDOT. Il PEDOT è una plastica elettricamente conduttiva.
Questo rivestimento è in realtà una “fodera” di nanofibre che aumenta la capacità di accumulo di energia dei mattoni. Il PEDOT, di fatto, funge da elettrodo.
Batterie di mattoni
Il team ha dimostrato che tre piccoli mattoni trattati con PEDOT erano sufficienti per alimentare un LED verde per 10 minuti con una singola carica. Il trattamento permette ai mattoni di essere caricati e scaricati per 10.000 cicli perdendo solo il 10% della loro capacità.
PEDOT, una bella Proof of concept
Ovviamente i mattoni batteria non sono ancora una soluzione pronta per le nostre esigenze di accumulo di energia. La loro densità energetica è solo l’1% di quella delle batterie agli ioni di litio.
In un comunicato stampa Julio D’Arcy, ricercatore che ha guidato lo studio, ha detto che 50 mattoni collegati a un pannello solare potrebbero fornire illuminazione di emergenza per 5 ore. È molto lontano dal immagazzinare energia sufficiente per abitazioni sempre più affamate di energia.
C’è anche una ragionevole preoccupazione che il trattamento con acido possa influire sull’integrità dei mattoni, al punto che potrebbero non essere in grado di costituire i principali componenti strutturali di un edificio.
Ma è ancora presto e il team vede un grande potenziale di crescita di prestazioni e stabilità.
D’Arcy dice che il team sta già lavorando a modi per trasformare queste nanofibre in materiali compositi che potrebbero aumenterare la capacità di queste batterie di mattoni di ben dieci volte. Altre modifiche già in corso puntano ad aumentare la velocità di produzione e abbattere i costi.
C’è ancora della strada da fare, ma tra Tesla e le sue tegole fotovoltaiche e questi mattoni batteria le case future “rischiano” di diventare produttrici, non consumatrici di energia.
