Non più soltanto carica e scarica: le batterie stanno per diventare molto più interessanti. Immaginatene una ibrida che, oltre a immagazzinare energia, produce sostanze chimiche preziose. Sissignore: un laboratorio dentro una batteria. Un sogno? Per niente. Un team di ricercatori della Tsinghua University di Pechino, in Cina, guidato da Haohong Duan, ne sta sviluppando una che fa proprio questo.
Furfurale: il candidato perfetto
Il furfurale, è un composto organico derivato da diversi prodotti agricoli tra cui mais, avena e crusca (il nome “furfur” in latino significa proprio “crusca”).
Il furfurale ha un incredibile potenziale: può essere ossidato ad acido furoico, un conservante alimentare utile anche nella sintesi di farmaci e fragranze. E può essere ovviamente anche ridotto: in quel caso diventa alcool furfurilico, un precursore in resine, aromi e farmaci. Sostanze chimiche che possono tornare molto utili.
Come funziona la batteria ibrida che produce sostanze chimiche?
Il funzionamento del sistema è un mix tra le batterie ricaricabili standard e le batterie a flusso redox. Le prime immagazzinano l’energia nei loro elettrodi, mentre le seconde utilizzano sostanze chimiche che oscillano tra due stati all’interno della batteria stessa.
La squadra della Tsinghua University ha combinato entrambi i concetti, sviluppando un catalizzatore metallico bifunzionale per l’anodo, fatto di un lega singolo-atomo di rodio-rame. Durante la carica, questo catalizzatore trasforma l’elettrolita contenente furfurale in alcool furfurilico. Durante il ciclo di scarica, invece, si forma acido furoico.
Un sistema double face
Il risultato è un sistema di batterie dal doppio uso. Dopo la ricarica, quattro batterie ibride in serie sono in grado di alimentare vari dispositivi, come luci LED e smartphone, producendo contemporaneamente alcool furfurilico e acido furoico. Questi prodotti chimici vengono quindi portati via da un sistema di flusso.
Certo, l’idea è ancora in fase di sviluppo e ci sono ancora passi da fare. Il furfurale, ad esempio, deve essere continuamente immesso nel sistema e le sostanze chimiche devono essere separate dall’elettrolita.
Lo studio su questa batteria ibrida, però, (ve lo linko qui) è un passo davvero interessante verso l’ottimizzazione dell’efficienza e della sostenibilità delle batterie ricaricabili.
