Una batteria elettrica grazie all'acqua di mare

Una batteria elettrica grazie all'acqua di mare

Una particolare batteria, capace di sfruttare la differenza di salinità tra acqua dolce e salata, potrebbe consentire la costruzione di centrali elettriche a basso impatto ambientale

di Andrea Bai pubblicata il , alle 14:45 nel canale Scienza e tecnologia
 

Un gruppo di ricercatori della Stanford University ha sviluppato una batteria in grado di sfruttare la differenza di salinità tra l'acqua dolce e l'acqua salata per produrre energia elettrica. Yi Cui, professore associato di sicenza ed ingegneria dei materiali, che ha coordinato il team di ricerca, osserva che questa particolare batteria potrebbe consentire in futuro di sfruttare quei siti naturali, come gli estuari dei fiumi, dove vi è un incontro di acque dolci ed acque salate per stabilimenti di produzione dell'energia elettrica.

Il fattore teoricamente limitante è però la disponibilità di acqua dolce: "Abbiamo una quantità infinita di acqua dagli oceani ma sfortunatamente non è lo stesso per le acque dolci" ha dichiarato Cui, il quale ha poi spiegato a titolo indicativo che se fosse possibile sfruttare tutti i fiumi presenti al mondo, queste batterie sarebbero in grado di fornire circa 2 terawatt di energia all'anno, ovvero il 13% circa del consumo energetico del pianeta.

La batteria è simile al modello delle comuni batterie attualmente in commercio: i ricercatori hanno immerso due elettrodi, uno positivo ed uno negativo, in un liquido contenente ioni. Trattandosi di acqua di mare, in questo caso gli ioni sono sodio e cloro, ovvero i componenti del comune sale da cucina.

La batteria viene dapprima riempita con acqua dolce e viene applicata una piccola corrente elettrica per caricarla. A questo punto l'acqua fresca viene sostituita dall'acqua salata che, contenendo un maggior numero di ioni rispetto all'acqua dolce, incrementa il potenziale elettrico tra i due elettrodi. In questo modo si genera un quantitativo di energia elettrica superiore alla corrente necessaria per la carica iniziale. Per la realizzazione dell'anodo i ricercatori hanno impiegato un'asta nanoscopica di diossido di manganese che, rispetto ad altri materiali testati, incrementa di un fattore 100 la superficie di scambio con gli ioni di sodio.

La batteria realizzata ha mostrato un'efficienza energetica (la conversione, cioè, dall'energia potenziale a quella generata effettivamente sotto forma di corrente elettrica) del 74% che secondo le dichiarazioni di cui è possibile incrementare all'85% con alcune modifiche.

A questo punto si aprono però una serie di punti critici cui prestare attenzione. Innanzitutto è necessario trovare un materiale adatto per la realizzazione dell'anodo: per motivi puramente sperimentali i ricercatori hanno utilizzato l'argento, che è tuttavia troppo costoso per poter essere impiegato in un'eventuale produzione commerciale. Anche la reale applicazione pratica di questa tecnologia presenta qualche ostacolo. Se, come accennato in precedenza, gli estuari dei fiumi rappresentano locazioni ideali per la costruzione di centrali elettriche basate su queste batterie, dall'altro è opportuno considerare che gli stessi estuari costituiscono spesso aree ambientalmente sensibili.

Secondo Cui sarebbe tuttavia possibile gestire un'eventuale progetto di uno stabilimento di produzione dell'energia elettrica in maniera che abbia un basso impatto ambientale: il sito potrebbe essere realizzato non necessariamente in corrispondenza dell'estuario, ma con opportune canalizzazioni l'acqua può essere deviata verso lo stabilimento e poi reimmessa nell'estuario. In questo caso si tratterebbe infatti di una semplice mescolanza di acque dolci e salate, che verrebbero rilasciate in una zona dove vi è già il rimescolamento dell'acqua del fiume e dell'acqua del mare.

In alternativa Cui osserva che il processo non richiede necessariamente l'acqua di un fiume, ma che è possibile sfruttare anche l'acqua piovana o le cosiddette acque grigie e, eventualmente, anche le acque nere (provenienti dai sistemi fognari) a seguito di opportuni trattamenti.

Il team ha affermato che uno stabilimento che impieghi 50 metri cubi d'acqua dolce al secondo sarebbe in grado di produrre 100 megawatt, che sarebbero sufficienti per distribuire la corrente elettrica a circa 100 mila abitazioni.

44 Commenti
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Paganetor07 Aprile 2011, 14:57 #1
occhio che quei numeri sembrano parecchio sballati....

50 metri cubi d'acqua dolce al secondo sono TANTI!
2 terawatt all'anno NON RAPPRESENTANO il 13% del consumo mondiale
serpone07 Aprile 2011, 15:08 #2
Acqua salata di mare?
Meglio usare l'acqua salata radioattiva del Giappone no!
erCicci07 Aprile 2011, 15:13 #3
C'é un po' di approssimazione nel come è scritto l'articolo.... il Watt è un'unità di misura della potenza e non dell'energia

Come va interpretare la frase "queste batterie sarebbero in grado di fornire circa 2 terawatt di energia all'anno"? Una di queste "batterie" sarebbe in grado di erogare una potenza di 2TW in modo continuativo per un anno? ...e che vuol dire?

...considerato che una moderna centrale termoelettrica a vapore può erogare oltre 2GW di potenza, un qualsivoglia sistema in grado di erogare 2TW (=mille volte la potenza della centrale termoelettrica di cui sopra!) solo mescolando acqua di fiume (o di fogna!) e di mare cosa aspettano a renderlo produttivo?
erCicci07 Aprile 2011, 15:14 #4
Originariamente inviato da: serpone
Acqua salata di mare?
Meglio usare l'acqua salata radioattiva del Giappone no!


Sicuramente le prove le hanno condotte con quell'acqua lì... pare che la notte non avessero nemmeno bisogno di usare le luci, bastava la delicata e piacevole fluorescenza naturale di quell'acqua


PS: povero Giappone, che brutto momento
+Benito+07 Aprile 2011, 15:23 #5
Ragazzi smettetela di parlare di scienza, siete troppo ignoranti per farlo.
Il watt non è un'unità di misura dell'energia e anche ammettendo che siano TWh e non TW, 2 TWh/anno sono la produzione di energia di un piccolo impianto termoelettrico.
Una centrale da 300MW, ad esempio, per 8760 ore/anno produce 3.628.000 MWh/anno, cioè 3.6 TWh/anno.

State diventando un sito di disinformazione, tra hype, rumors e scienza della nonna ormai la credibilità di hardware upgrade è rasente quella di un santone.
GabrySP07 Aprile 2011, 15:28 #6
Sono sicuramente 2 TWh (Terawattora)

Tra errori, baggianate e italiano correggiuto, l'articolo sembra scritto da Luca Giurato
marchigiano07 Aprile 2011, 15:46 #7
Originariamente inviato da: +Benito+
Ragazzi smettetela di parlare di scienza, siete troppo ignoranti per farlo.
Il watt non è un'unità di misura dell'energia e anche ammettendo che siano TWh e non TW, 2 TWh/anno sono la produzione di energia di un piccolo impianto termoelettrico.
Una centrale da 300MW, ad esempio, per 8760 ore/anno produce 3.628.000 MWh/anno, cioè 3.6 TWh/anno.

State diventando un sito di disinformazione, tra hype, rumors e scienza della nonna ormai la credibilità di hardware upgrade è rasente quella di un santone.


perchè te la prendi con la redazione quando "TW annui" è riportato sul sito di stanford?

As an indicator of the battery's potential for producing power, Cui's team calculated that if all the world's rivers were put to use, their batteries could supply about 2 terawatts of electricity annually – that's roughly 13 percent of the world's current energy consumption.


forse vogliono dire che con la portata media di tutti i fiumi del mondo si potrebbe avere una potenza media di 2TW che in un anno fa 17520 TWh che in effetti è circa il 13% della produzione globale...
alexdal07 Aprile 2011, 15:49 #8
Concordo!
considerando che non si deve nemmeno registrare per scrivere qui.

E quell'altro stupido che parla di fluorescenza:
hai mai fatto immersioni? Il plancton e' fluorescente.
Tu vedi troppi Simpsons-

Per questa energia con lo scambio di ioni penso sia per ora un esercizio teorico (anche la produzione di energia e' scritta a caso: sono 2Tw istantanei? o produzione annua?) comunque penso che da queste ricerche si arrivera' a trovare un modo da estrarre energia dal mare in modo semplice.

Il mare e' immenso, riceve tantissima energia dal sole in tanti modi.

Tutto sta a trovare un modo per assorbirla
marchigiano07 Aprile 2011, 15:57 #9
certo che se riescono davvero a fare 2MW al MQ/s in italia siamo apposto anzi vendiamo pure qualcosa alla libia

http://it.wikipedia.org/wiki/Fiumi_...ani_per_portata

Aegon07 Aprile 2011, 16:45 #10
As an indicator of the battery's potential for producing power, Cui's team calculated that if all the world's rivers were put to use, their batteries could supply about 2 terawatts of electricity annually – that's roughly 13 percent of the world's current energy consumption.


Tradotto letteralmente il testo può essere fuorviante, siate magnanimi. In effetti è inteso che una sola batteria può produrre 2TW complessivi di POTENZA in un anno e che, installando tale sistema in tutte le foci mondiali, sarebbe possibile produrre il 13% del fabbisogno mondiale di elettricità.
E' una stima molto utopica, ma serve a rendere l'idea di quanto conveniente possa essere tale sistema visto che è molto semplice, ecologico ed economico da realizzare, in aggiunta al fatto che funziona praticamente in modo passivo.

Teoricamente, credo, gli elettrodi attirerebbero anche eventuali metalli presenti nell'acqua "pulendo" così la foce.

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