Le batterie a flusso sono il Santo Graal dello stoccaggio in rete. Ci hanno permesso di nascondere l’energia eolica e solare per una giornata piovosa. Ma fino a poco tempo fa erano troppo costosi per avere importanza.
Si affidavano al vanadio. È raro. È volatile. È costoso.
Ora, gli scienziati della Queen’s University di Belfast hanno cambiato l’equazione. Hanno costruito una batteria a flusso utilizzando il ferro.
Il ferro è ovunque. È economico. Cambia il gioco.
La soluzione da 74 sterline che potrebbe salvare la rete
Il dottor Hugh O’Connor era bloccato. Stava facendo il dottorato. Aveva bisogno di una batteria a flusso.
L’opzione commerciale costa da £ 2.000 a £ 3.000. È pazzesco per un progetto studentesco.
Quindi, ha iniziato la stampa 3D.
Ha armeggiato. Ha fallito. Ha ottimizzato.
Alla fine, il suo cellulare fatto in casa ha funzionato. Ha funzionato. Non è costato quasi nulla.
Ma quando ha provato a condividere i suoi risultati, si è scontrato con un muro. I dati non corrispondevano ad altri laboratori. Perché?
Perché tutti utilizzavano attrezzature diverse. Parti diverse. Diversi metodi di assemblaggio.
Confrontare le mele con le arance è facile. Confrontare mele con mele è difficile.
La comunità scientifica è in crisi di riproducibilità. Rallenta l’innovazione.
“Se vogliamo arrivare tutti a 2500 e a zero emissioni… molta più elettricità dovrà essere immagazzinata in tecnologie come le batterie a flusso.”
O’Connor aveva una cella economica e funzionante. Avrebbe potuto venderlo. Avrebbe potuto guadagnare velocemente.
Il suo supervisore ha detto di no.
Invece, hanno rilasciato il design gratuitamente.
Ormai è uno standard. Il kit batteria a flusso QUB costa circa £ 74.
Comprende una decina di componenti. I pezzi stampati in 3D. La membrana. Le guarnizioni. Gli elettrodi. Gli attuali collezionisti.
Incluso anche un manuale di istruzioni “stile Ikea”.
Il mondo ha seguito le istruzioni.
Perché il ferro batte il vanadio per l’accumulo di energia
Le batterie a flusso immagazzinano energia nei liquidi. Le batterie agli ioni di litio utilizzano elettrodi solidi.
Questa non è solo una differenza minore. Si tratta di un cambiamento fondamentale nel modo in cui gestiamo la densità di potenza e la sicurezza.
La maggior parte delle batterie a flusso utilizza elettroliti di vanadio. Il vanadio è presente nella crosta terrestre più del litio.
Ma non puoi semplicemente dissotterrarlo facilmente. La produzione è concentrata. Alcuni paesi controllano la fornitura. Ciò crea rischi geopolitici. Fa lievitare i prezzi. Limita la scalabilità.
Il ferro è diverso.
Il ferro è abbondante. È sostenibile. È sicuro.
L’uso di un elettrolita a base di ferro rimuove il collo di bottiglia. Apre le porte a un’adozione diffusa.
La Cina ha costruito batterie a flusso di vanadio su larga scala. La Scozia ha condotto dei processi. Ma il progresso globale è lento. I dati non sono coerenti.
Con il design QUB, i laboratori di tutto il mondo utilizzano esattamente lo stesso hardware.
Ciò consente una ricerca solida e comparabile. Il dottor Josh Bailey, membro Illuminate del QUB, lo vede chiaramente.
Standardizzare la scienza per accelerare l’azzeramento della rete
La replicabilità è il motore della scienza. Senza di esso, il progresso si blocca.
Distribuendo questo standard, QUB aiuta gli scienziati di tutto il mondo a dialogare tra loro. Stanno usando attrezzature identiche.
I risultati sono affidabili. I risultati sono scalabili.
“Crediamo davvero onestamente che questi studi sulla riproducibilità possano accelerare le batterie a flusso”, afferma Bailey.
“Se usiamo tutti gli stessi standard… la tecnologia può essere implementata più rapidamente.”
Non è più solo una questione di teoria.
Stanno vincendo le rinnovabili. L’anno scorso, le energie rinnovabili hanno generato più elettricità del carbone a livello globale. Il Regno Unito ha raggiunto un livello record per la generazione rinnovabile.
Ma dobbiamo ancora conservarlo.
Il vento non soffia sempre. Il sole non splende sempre.
Senza uno stoccaggio a prezzi accessibili, sprechiamo energia. Spegniamo le turbine quando la domanda è bassa. Mettiamo a dura prova la griglia.
Le batterie a flusso risolvono questo problema. Possono sedersi per terra. Possono durare decenni. Non si degradano come gli ioni di litio.
Ma solo se costano poco. E solo se sono standard.
Passare dalla singola cellula all’industria
La svolta non è solo nella chimica. È nel sistema.
O’Connor e Bailey stanno andando oltre la singola cellula. Stanno testando stack più grandi.
Una cosa è eseguire la chimica in una cappa aspirante. Un’altra cosa è scalarlo a livelli industriali.
“Devi vedere com’è una volta che li impili”, osserva Bailey.
“La singola cella, lo stack, il sistema… che ci porta sulla strada dell’innovazione.”
Stiamo guardando a un futuro in cui lo stoccaggio dell’energia sarà comune quanto l’impianto idraulico. Dove immagazziniamo l’energia in eccesso e la estraiamo quando necessario.
Dove le batterie di ferro, stampate nei laboratori e assemblate nelle cucine, diventano la spina dorsale di una rete a zero emissioni.
Tutto è iniziato con un problema da 2.000 sterline.
Si è conclusa con una soluzione da £ 74.
E ora viene costruito ovunque.
Il resto è solo ingegneria. E pazienza.
