Un team di ricercatori cinesi ha sviluppato una batteria solare a flusso redox (SRFB) in grado di catturare la luce del sole e immagazzinare energia nello stesso momento, raggiungendo un’efficienza di conversione solare-elettrica del 4,2% sotto luce simulata. La novità, firmata dagli scienziati della Nanjing Tech University, rappresenta un passo avanti nell’integrazione tra generazione solare e accumulo energetico in un unico sistema elettrochimico.
Innovazione nelle batterie solari a flusso redox
Le SRFB hanno attirato nuovamente l’attenzione negli ultimi anni per la loro capacità di combinare cattura della luce e stoccaggio chimico in un’unica piattaforma autonoma. A differenza dei sistemi convenzionali che prevedono pannelli fotovoltaici collegati a batterie separate, la nuova batteria cinese sfrutta reazioni chimiche dirette in un elettrolita circolante, immagazzinando energia senza convertirla prima in elettricità destinata alla rete.
Stando a quanto riportato da Interesting Engineering, il team ha scelto una chimica basata su antraquinoni, composti organici utilizzati come redox couple, nello specifico 2,6-DBEAQ e K4[Fe(CN)6]. Questi reagenti sono abbinati a un fotoelettrodo a tripla giunzione in silicio amorfo, in grado di migliorare la compatibilità chimica tra componenti di cattura della luce e immagazzinamento dell’energia.
Il design del dispositivo prevede celle fotovoltaiche a tripla giunzione in silicio amorfo, tagliate in sezioni compatte da 0,8 x 0,8 pollici e depositate su substrati in acciaio inox rivestiti con ossido di indio-stagno (ITO). Il fotoelettrodo è collegato elettricamente a un controelettrodo in feltro di carbonio tramite un circuito esterno. Durante il funzionamento, il catolita 2,6-DBEAQ viene ridotto sotto illuminazione, mentre l’anolita contenente K4[Fe(CN)6] è ossidato sul controelettrodo.
Per valutare il dispositivo, i ricercatori hanno eseguito cicli ripetuti di carica e scarica sotto simulazione solare con lampada al xeno a 100 milliwatt per centimetro quadrato. La batteria si carica esclusivamente con la luce, senza alcun input elettrico esterno, e può essere scaricata con densità di corrente di 10 milliamperes per centimetro quadrato.
Secondo lo studio pubblicato sulla rivista Electrochimica Acta, il risultato è un’efficienza di conversione solare-elettrica del 4,2% su dieci cicli di prova. Come spiegato da He, questo successo apre nuove strade per lo sviluppo di tecnologie avanzate di conversione solare-chimica, con applicazioni potenzialmente rivoluzionarie nell’accumulo energetico distribuito e nella gestione intelligente delle risorse solari.
