I ricercatori in Sardegna hanno compiuto notevoli progressi nell'energia sostenibile sviluppando batterie sodio-acqua di mare per l'accumulo di energia stazionaria a breve e lungo termine. Hanno scoperto che le SWB possono immagazzinare energia in modo efficiente e stabilizzare le fluttuazioni di potenza utilizzando la tecnologia sodio-bifenile combinata con l'energia delle onde. Si prevede che questa nuova scoperta soddisferà i requisiti energetici e idrici della Sardegna, catturando anche l'anidride carbonica. Si tratta di un significativo passo avanti nella transizione verso un'energia pulita per le aree costiere e le isole.
Ricercatori dell'Università di Perugia e dell'Università Sapienza di Roma hanno condotto uno studio sulle promettenti potenzialità delle batterie al silicio. La loro ricerca si concentra su un caso di studio relativo all'abbondanza di energie rinnovabili in Sardegna.
Le loro scoperte hanno rivelato che le batterie al sodio (SWB), combinate con l'energia delle onde, possono stabilizzare efficacemente le fluttuazioni di potenza e aprire la strada a un sistema di generazione di energia completamente decarbonizzato a lungo termine. La tecnologia delle batterie al sodio, nota come SWB, mostra una grande efficienza, utilizzando l'acqua di mare come catodo. Uno dei numerosi vantaggi delle SWB è la loro notevole capacità di immagazzinare energia in modo efficace sia a breve che a lungo termine, garantendo un accumulo energetico annuale affidabile.
Per sfruttare appieno questo potenziale, hanno utilizzato il bifenile di sodio (Na-BP) come anolita, creando una straordinaria tecnologia SWB. Questo design innovativo permette sia all'anolita che al catolita (acqua di mare) di fluire attraverso le celle della batteria, in modo simile a una batteria a flusso redox convenzionale, ma con un'efficienza notevole.
I ricercatori hanno rivelato che uno dei principali vantaggi delle batterie sodio-fosforo (Na-BP) è la capacità di immagazzinare sodio metallico esternamente . Espandendo il serbatoio di sodio metallico, questa caratteristica innovativa aumenta notevolmente la durata di accumulo. Di conseguenza, diventa possibile immagazzinare energia da un'ora a un mese, o addirittura per tutte le stagioni, utilizzando un solo dispositivo. Ciò non solo migliora l'efficienza complessiva, ma riduce anche i costi di investimento.
I ricercatori hanno affermato: "Questo lavoro mira a dimostrare l'applicabilità delle batterie a stato solido (SWB) per soddisfare i requisiti energetici europei e a suscitare l'interesse dei settori pubblico e privato per l'ulteriore sviluppo necessario a portare le celle su scala di laboratorio finora sviluppate in applicazioni commerciali".
Per raggiungere questo obiettivo, i ricercatori hanno esplorato l'utilizzo di batterie a onde corte (SWB) in combinazione con convertitori di energia dalle onde . La loro indagine ha rivelato che questa combinazione potrebbe potenzialmente ridurre le fluttuazioni di potenza sulla rete sarda di oltre l'85% . Nello specifico, hanno calcolato la riduzione dell'aumento di potenza confrontando valori di potenza consecutivi a intervalli di un secondo. Inoltre, hanno immagazzinato l'energia nell'anolita Na-BP.
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I ricercatori hanno concluso che, in una prospettiva a lungo termine, le batterie sodio-acqua (SWB) hanno il potenziale per soddisfare il fabbisogno energetico stagionale e annuale della Sardegna. Ciò è dovuto all'elevatissima densità volumetrica del sodio metallico, che è circa quattro volte superiore a quella dell'idrogeno compresso a 700 bar.
Per raggiungere la completa decarbonizzazione della rete sarda è necessaria l'integrazione di circa 340,000 m3 di Na metallico. Questa quantità equivale a un serbatoio di Na alto 12 metri e che copre una superficie inferiore a quattro campi da calcio, come calcolato dai ricercatori.
Inoltre, le batterie sodio-acqua di mare per l'accumulo stazionario di energia a breve e lungo termine hanno il potenziale per soddisfare circa il 29% del fabbisogno di acqua desalinizzata della popolazione sarda. Non solo, ma possiedono anche una funzione supplementare di cattura dell'anidride carbonica , immagazzinando efficacemente 37.3 grammi di CO2 per kWh.
Nel rapporto, i ricercatori hanno affermato che " i risultati della modellazione dimostrano l'efficacia dell'accumulo di energia basato su SWB, combinato con le abbondanti fonti rinnovabili della Sardegna, consentendo la completa decarbonizzazione del sistema energetico dell'isola. Inoltre, le funzionalità di desalinizzazione e cattura della CO2 degli SWB rappresentano un esempio concreto di implementazione della transizione verso l'energia pulita, estendibile ad altre isole e zone costiere".
Fonte : Batterie sodio-acqua di mare per l'accumulo stazionario di energia a breve e lungo termine
