La sostenibilità è un obiettivo sempre più pressante nel campo delle batterie, con la domanda di stoccaggio energetico in crescita esponenziale. Una possibile svolta arriva dall’Università del New South Wales (Australia), dove un team di ricercatori ha sviluppato un prototipo di batteria agli ioni di litio che utilizza acidi derivati da scarti alimentari, come il tartarico e il malico, per aumentare l’efficienza e ridurre l’impatto ambientale. Questi composti, comunemente trovati nella frutta e nel vino, potrebbero sostituire materiali tradizionali, offrendo un’alternativa ecologica e a basso costo per il futuro delle batterie.
Batterie sostenibili a base di frutta e vino
“Abbiamo sviluppato un elettrodo che può aumentare significativamente la capacità di accumulo di energia delle batterie agli ioni di litio sostituendo la grafite con composti derivati da acidi alimentari, come l’acido tartarico [che si trova naturalmente in molti frutti] e l’acido malico [che si trova in alcuni frutti ed estratti di vino]”.
Così racconta il professor Neeraj Sharma, a capo di quest’ultima ricerca dell’Università del New South Wales, che punta a trasformare il settore energetico a colpi di batterie sostenibili a base di acidi alimentari. Secondo il team, i sopraccitati acidi offrono la possibilità di creare elettrodi più efficienti, sostituendo la grafite convenzionale con composti derivati dai rifiuti alimentari.
“Ci siamo resi conto che l’acido reagisce effettivamente con la superficie metallica [del componente della batteria]. È una delle prime cose che insegniamo nel primo anno di chimica – un metallo più un acido ti dà un sale e idrogeno. Ed è quel sale [che ora è stato stabilizzato] che ti dà quelle prestazioni [migliorate]”.
Nel dettaglio, gli scienziati hanno impiegato acidi alimentari per produrre dicarbossilati metallici solubili in acqua, che, come raccontato dal professor Sharma, garantiscono prestazioni migliorate. Grazie ai nuovi elettrodi, è migliorata non solo la capacità di accumulo energetico ma anche la stessa produzione: la possibilità di usare acidi derivati da rifiuti alimentari riduce infatti i costi di produzione e minimizza l’impatto ambientale, dato che vengono sfruttati scarti che altrimenti finirebbero in discarica.
Risultati promettenti e nuove avveniristiche applicazioni
Oltre a ridurre la dipendenza da materiali costosi e difficili da estrarre come la grafite, che richiede procedimenti di lavorazione complessi e dannosi per l’ambiente, questa innovazione permetterà in futuro di migliorare la stabilità strutturale delle batterie, allungandone così la durata e rendendole più sostenibili, visto che attualmente i metodi di riciclo sono costosi e inquinanti. L’innovazione permetterà anche di utilizzare materiali locali a seconda delle disponibilità: in Australia, ad esempio, si potrebbero impiegare ferro o zinco al posto del manganese, adattando in questo modo i materiali al contesto geografico e alle risorse disponibili.
Inoltre, la ricerca sulle batterie agli acidi alimentari apre la strada ad altre applicazioni, come lo studio dell’uso di rifiuti organici alternativi ai minerali, tra cui i fondi di caffè, di cui più di otto milioni di tonnellate finiscono infatti in discarica ogni anno. Non a caso, riferisce l’Università, il team è al lavoro per sviluppare nuovi processi che permettano di usare questi fondi come sorgente di carbonio per la produzione di anodi.
In futuro, queste batterie sostenibili potrebbero migliorare le capacità di una grande varietà di dispositivi, offrendo ora batterie più sottili dei capelli umani (microbatterie) per i dispositivi biomedicali, ora pacchetti di batterie cilindriche o prismatiche per immagazzinare l’energia elettrica necessaria per camion di grandi dimensioni o applicazioni industriali su larga scala.
