Un prototipo sviluppato dai ricercatori della City University of Hong Kong e della Southern University of Science and Technology di Shenzhen usa sali di magnesio e calcio, simili a quelli della salamoia alimentare
Una batteria ispirata al tofu può sembrare una trovata curiosa, ma dietro la suggestione c’è una ricerca concreta: un team della City University of Hong Kong, insieme a un gruppo di ricercatori della Southern University of Science and Technology di Shenzhen, ha sviluppato una batteria acquosa che utilizza come elettrolita sali di magnesio e calcio, gli stessi minerali impiegati come coagulanti nella produzione del tofu.
Il punto curioso dello studio, che è stato pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications, è che nella cella non c’è soia né alcun derivato alimentare: il riferimento riguarda la salamoia usata per trasformare il latte di soia in tofu. La stessa chimica, applicata all’accumulo di energia, potrebbe aprire una strada più sicura e sostenibile rispetto ad alcune batterie convenzionali.
Una batteria ad acqua, stabile e non infiammabile
Le batterie agli ioni di litio hanno cambiato il modo in cui usiamo smartphone, computer, veicoli elettrici e sistemi di accumulo. Ma presentano anche criticità: impiegano solventi infiammabili, possono generare incendi difficili da gestire e pongono un tema crescente di smaltimento.
La nuova batteria, invece, funziona con un elettrolita a base d’acqua e a pH neutro, quindi meno aggressivo per i componenti interni. I ricercatori hanno sostituito acidi e basi con sali neutri di magnesio e calcio, riducendo i rischi legati a corrosione, tossicità e combustione.
Come spiegano gli autori dello studio, “rispetto agli attuali sistemi di batterie acquose, il nostro sistema offre un’eccezionale stabilità di ciclo a lungo termine e rispetto per l’ambiente in condizioni neutre”.
Una durata record: 120.000 cicli di ricarica
Nei test di laboratorio, il prototipo ha superato 120.000 cicli di ricarica con una perdita di capacità minima: se una batteria di questo tipo venisse ricaricata una volta al giorno, evidenzia la ricerca, la durata teorica supererebbe i tre secoli.
Il risultato è reso possibile anche da un nuovo elettrodo negativo realizzato con polimeri organici covalenti, materiali progettati per funzionare in ambiente neutro e accumulare ioni di magnesio e calcio. L’elettrodo positivo, invece, è basato su un analogo del blu di Prussia, un composto noto anche come pigmento.
Meno rischi per ambiente e sicurezza
Uno degli aspetti più promettenti della ricerca riguarda il fine vita. Secondo i ricercatori, la presenza di magnesio e calcio, elementi abbondanti in natura, comporta un rischio ambientale ridotto.
La batteria, inoltre, non essendo infiammabile, potrebbe semplificare trasporto, stoccaggio e gestione degli impianti. È un dettaglio importante soprattutto per l’accumulo di energia da fonti rinnovabili, dove grandi quantità di batterie devono lavorare in modo continuo e sicuro.
La “batteria al tofu” resta per il momento un prototipo. Prima di immaginarla in impianti su larga scala serviranno nuovi test, celle più grandi e processi produttivi efficienti per i materiali organici utilizzati negli elettrodi.
Dove potrebbe servire davvero
Il limite principale del progetto, almeno oggi, è la densità energetica. Il prototipo raggiunge valori inferiori rispetto alle batterie agli ioni di litio, rendendolo poco adatto nel breve periodo a veicoli elettrici e dispositivi portatili, dove spazio e peso sono determinanti.
La prospettiva più interessante è quindi il grid storage, cioè l’accumulo per reti elettriche alimentate da solare ed eolico. In questo campo contano soprattutto durata, sicurezza, costo e stabilità nel tempo. Ed è qui che una batteria acquosa, non tossica e molto longeva potrebbe fare la differenza.