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La fine delle batterie a litio viene annunciata spesso come imminente. Il mondo della ricerca in questo settore ha fatto dei veri e propri passi da gigante negli ultimi anni, ma ancora non si riesce a trovare un'alternativa economica e che garantisca la stessa efficienza delle batterie al litio. Per il momento (e ancora per molti anni) non potremo fare a meno delle batterie a litio: le scoperte degli ultimi anni non hanno ancora portato alla realizzazione di una pila che garantisca la stessa affidabilità. Se pensiamo a tutti i dispositivi elettronici che utilizziamo ogni giorno (smartphone, tablet, computer portatili), si intuisce l'importanza che le batterie al litio hanno nella nostra vita. Ma tra qualche anno le cose potrebbero cambiare. O perlomeno è quello che garantiscono i ricercatori della RMIT University di Melbourne che hanno realizzato una batteria protonica funzionante e che può essere ricaricata.
Questa scoperta può essere veramente importante per il mondo delle batterie: sono diversi anni che vengono effettuati esperimenti sulla batteria protonica, ma mai nessuno aveva realizzato un modello funzionante capace di diventare un'alternativa alle batterie al litio. Per il momento si tratta ancora di un prototipo che deve essere ancora perfezionato, ma è un punto importante per lo sviluppo dell'intero settore.
Che cosa è una batteria protonica e come funziona
Come si può intuire dal nome, nella batteria protonica hanno un ruolo fondamentale i protoni. I ricercatori sono partiti da una cella a combustibile con membrana a scambio protonico (nota anche con l'acronimo PEM), cioè una batteria che trasforma in elettricità l'energia chimica liberata dalla reazione dell'idrogeno con l'ossigeno. I ricercatori sono riusciti a trasformare l'energia chimica in elettricità e viceversa e hanno utilizzato un elettrodo di carbonio per lo stoccaggio dell'idrogeno.
Durante la carica, i protoni di idrogeno prodotti dalla scissione dell'acqua nella cella a combustibile vengono condotti tramite la membrana fino all'elettrodo in carbonio, mentre nella fase di scarica il processo viene invertito e gli atomi di idrogeno perdono un elettrone e diventano nuovamente protoni. A questo punto, i protoni passano attraverso la membrana cellulare e si combinano con l'ossigeno e con gli elettroni dal circuito esterno per riformare l'acqua.
Grazie a questo sistema molto complicato, il carbonio non brucia e non vengono prodotte emissioni nocive. Una delle caratteristiche positive delle batterie protoniche è proprio il fatto che sono ecologiche ed efficienti. Il prototipo realizzato dai ricercatori della RMIT University di Melbourne garantisce un'autonomia pari a quella delle batterie al litio. È la prima volta che si riesce a raggiungere un risultato di questo tipo. Come dimostrano le parole di John Andrews, professore a capo della ricerca, i progressi degli ultimi mesi "rappresentano uno step cruciale verso batterie protoniche più economiche e sostenibili che possano contribuire ad incontrare i nostri futuri bisogni energetici, senza danneggiare ulteriormente il nostro già fragile ambiente".
Le potenzialità della batteria protonica e dove potrà essere utilizzata
Il primo esemplare di batteria protonica prodotto dai ricercatori australiani è grande 5,5 centimetri, ma sono già al lavoro per delle versioni mini. Le potenzialità della batteria protonica sono praticamente infinite, grazie all'emissione zero di sostanze nocive e la possibilità di ricaricarla utilizzando energie rinnovabili. Una batteria "green" con pochi rivali sul mercato. Come detto dagli stessi studiosi, la batteria protonica potrebbe essere la soluzione migliore per immagazzinare in casa l'energia prodotta dai pannelli fotovoltaici. In futuro potrebbe essere utilizzata da Tesla per il suo Power Wall e da tutte le aziende che investono in questo settore. E se si dimostrerà abbastanza stabile, la batteria protonica potrà essere montata anche sui veicoli elettrici.
Quanto tempo ci vorrà prima di vedere la batteria protonica sul mercato? Ancora un po', secondo i ricercatori bisognerà continuare a perfezionare la batteria per almeno altre 5-10 anni.
10 marzo 2018
