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Valutazione tecnologica delle batterie ai metalli liquidi e analisi delle applicazioni più promettenti

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Valutazione tecnologica delle batterie ai metalli liquidi e analisi delle applicazioni più promettenti

Dopo una descrizione delle batterie ai metalli liquidi (tipologia e principio difunzionamento), si analizzano i vari componenti con attenzione agli aspetti tecnologici. Infine si prendono in considerazione due tipologie di celle per batterie ai metalli liquidi, già in fase prototipale, e si descrivono le caratteristiche tecnologiche, riportando anche una valutazione dei costi.

Il documento tratta le caratteristiche tecniche, associate a valutazioni economiche, delle batterie ai metalli liquidi. Questo tipo di batteria può essere impiegato nelle applicazioni stazionarie a supporto della rete elettrica, soprattutto come integrazione alle energie rinnovabili non programmabili. Tra i sistemi di accumulo stazionario, le batterie giocano un ruolo rilevante per la possibilità di installazione in qualsiasi ambiente, ma scontano ancora un costo elevato rispetto ad altri sistemi più economici.

Le batterie ai metalli liquidi possono superare questo problema, in quanto si possono utilizzare reagenti metallici a basso costo e la vita attesa della batteria è molto elevata; infatti, operando con reagenti liquidi, si minimizzano le resistenze interne della cella e i problemi dovuti al degrado dei materiali solidi per il passaggio della corrente, presenti nelle altre batterie.

A fronte dei vantaggi citati sopra, questo tipo di batteria presenta degli svantaggi, di carattere principalmente tecnologico, dovuti soprattutto alla temperatura elevata a cui deve lavorare per mantenere i reagenti allo stato liquido. Questa condizione, che favorisce attacchi corrosivi dei metalli sui componenti e la solubilizzazione dei metalli negli elettroliti salini, è accompagnata da una bassa tensione di cella e dalla necessità di mantenere la cella in posizione statica per evitare la miscibilità degli strati di metalli ed elettroliti, divisi grazie alle differenze di densità.

Dopo una breve descrizione della storia e dei principi di questa batteria, si prendono in esame tutti gli aspetti tecnologici ed economici: tensione delle coppie di metalli, temperature di fusione, miscele di elettroliti, densità dei metalli e dei sali, diffusione sulla crosta terrestre dei metalli candidabili ed infine costi dei reagenti.

Si prendono in esame anche i materiali dei componenti accessori della cella, quali: contenitori, isolanti eporta corrente.

L’analisi dei vari aspetti legati a questa tecnologia, pur evidenziando alcune problematiche, mostra le potenzialità di questa batteria e incentiva i ricercatori e i progettisti al superamento delle difficoltà tecniche.

Infine si presentano tre tipi di celle, sviluppate da MIT (Massachusetts Institute of Technology), e la batteria che la società AMBRI, spin off di MIT, sta proponendo al mercato.

Inoltre RSE ha preso contatti con SINTEF, centro di ricerca norvegese, che sta studiando questo tipo di batterie, per iniziare una collaborazione.

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