La batteria allo zinco-bromo raggiunge 10.000 cicli con un elettrodo innovativo

Una batteria a umido con zinco e bromo era in precedenza solo un potenziale candidato sulla carta per immagazzinare energia rinnovabile e rilasciarla nella rete elettrica solo quando necessario.

La differenza di potenziale teorica è di 1,83 volt. L'elettrolita a base d'acqua assicura che la costruzione non sia infiammabile. Inoltre, la semplicità di costruzione delle celle e l'uso di materiali facilmente reperibili consentono di ottenere bassi costi di produzione.

L'inghippo: il valore di pH estremamente basso sull'elettrodo di zinco rende il sistema vulnerabile. L'idrogeno può fuoriuscire, portando alla distruzione del separatore. Ciò è dovuto alla formazione di idrossido di zinco, che chiude i pori.

Questo limita fortemente la durata di un accumulatore di questo tipo, poiché si scarica da solo dopo poco tempo. Finora non era stato possibile sostituire gli elettrodi di grafite porosa, che sono estremamente resistenti agli acidi, con un materiale adatto.

Questo risultato è stato raggiunto dall'Istituto di Scienza e Tecnologia di Gwangju https://www.gist.ac.kr/en/html/sub06/060208.html?mode=V&no=214210corea. Un feltro di grafite mesoporoso e rivestito di carbonio con carica di azoto (in breve NMC/GF) ha proprietà completamente nuove.

Un'altra novità è il processo di produzione mediante riscaldamento e raffreddamento in atmosfera di argon. Le dimensioni dei pori sono nella gamma dei nanometri. Questo impedisce lo scambio con l'ambiente, bloccando allo stesso tempo i processi chimici distruttivi all'interno.

Il risultato è una cella al bromuro di zinco le cui prestazioni sono scese al 96% dopo 10.000 cicli. L'efficienza energetica, ossia la differenza tra l'energia di carica e quella di scarica, scende parallelamente dall'80 a un comunque solido 76 percento.

Supponendo l'uso tipico di una batteria di questo tipo, pari a un ciclo al giorno, ciò si traduce in una durata di circa 27 anni. Un risultato niente male per un tipo di batteria precedentemente inaffidabile.