Come immagazzinare energia rinnovabile in modo efficiente

Il grosso problema delle energie rinnovabili è che vengono prodotte in modo discontinuo, rendendo difficile un loro uso esclusivo e continuato. Due ricercatori dell’Università di Calgary hanno sviluppato un innovativo modo per costruire nuovi catalizzatori a prezzi accessibili ed efficienti che potrebbe permettere la conversione di energia elettrica in energia chimica in modo economico.

La loro tecnologia apre le porte all’immagazzinamento da parte di famiglie e imprese di energia solare o eolica, da utilizzare quando serve. Tale energia pulita e rinnovabile è invece oggi disponibile solo quando ci sono il sole o il vento.

La ricerca degli scienziati Curtis Berlinguette e Simon Trudel del dipartimento di chimica presso la Facoltà di Scienze dell’Università di Calgary, è stato appena pubblicato su Science – una delle più importanti riviste del mondo peer-reviewed.

“Questa scoperta offre un metodo relativamente economico di stoccaggio e riutilizzo di energia elettrica prodotta da turbine eoliche e pannelli solari”, dice Curtis Berlinguette, professore associato.

“Il nostro lavoro rappresenta un passo fondamentale per la realizzazione di un’economia basata sull’energia pulita”, aggiunge Berlinguette, che è anche direttore del Centro dell’Università di Materiali solari avanzati.

Simon Trudel, assistente professore di chimica, dice che il loro lavoro “apre un campo completamente nuovo di come fare materiali catalitici. Ora abbiamo una nuova grande arena di scoperte.”

I due hanno brevettato una tecnologia e creato dalla loro ricerca universitaria uno spin-off, FireWater Fuel Corp., per commercializzare i loro elettrocatalizzatori, che dovrebbero essere utilizzati in una nuova generazione di elettrolizzatori, macchine in grado di produrre idrogeno a partire da energia elettrica e acqua.

Gli elettrolizzatori utilizzano catalizzatori per guidare una reazione chimica che converte energia elettrica in energia chimica dalla scissione dell’acqua in idrogeno ed ossigeno. Questi due prodotti chimici sono molto importanti a livello industriale, in quanto possono essere immagazzinati e ri-convertiti in energia elettrica ogni volta che si vuole.

Riuscire a costruire dispositivi economici, compatti e pratici per produrre idrogeno è il sogno di ogni ricercatore nel campo dell’energia, in quanto risolverebbe d’un colpo il punto debole delle fonti rinnovabili.

L’unico sottoprodotto che un tale sistema energetico ‘verde’ produrrebbe è il vapore acqueo, che può essere riciclato attraverso un sistema a ciclo chiuso.

Per immagazzinare e fornire all’occorrenza energia rinnovabile in una tipica abitazione occorrerebbe un elettrolizzatore delle dimensioni di un piccolo frigorifero portatile, che contiene alcuni litri di acqua e che sarebbe in grado di convertire l’idrogeno in elettricità praticamente senza emissioni, dicono i ricercatori.

La chiave per la loro scoperta è che hanno deciso di abbandonare il percorso di solito utilizzato per la produzione di catalizzatori, che spesso impiega metalli rari e costosi. Al contrario, i ricercatori canadesi hanno creato semplici catalizzatori con metalli abbondanti e ossidi (ivi compreso l’ossido di ferro, la famosa ‘ruggine’), per creare catalizzatori a ossido di metallo che hanno una struttura disordinata, o amorfa.

I test di laboratorio – riferiscono nel loro articolo in Science – mostra ceh i nuovi catalizzatori svolgono il loro compito altrettanto bene o meglio di costosi catalizzatori ora sul mercato, ma il loro costano 1000 volte meno.

Firewater Fuel Corp. si aspetta di riuscire a realizzare un prodotto commerciale su larga scala entro il 2014, e un prototipo funzionante di elettrolizzatore con i nuovi catalizzatori entro il 2015.