Green Energy Storage: la prima batteria a flusso organica commerciale è italiana

Sia che il problema da risolvere interessi lo sbilanciamento energetico del sistema (in cui consumo di energia e produzione non coincidono), sia per favorire soluzioni di indipendenza dalla rete elettrica, le batterie rappresentano un tassello importante e c'è molto lavoro di ricerca in questo campo. Le batterie al litio sono state scelte da Tesla per la sua soluzione Powerwall, ma ci sono altri tipi che promettono di essere protagonisti nel futuro. Le batterie a flusso appartengono a questa categoria. Il loro principio di funzionamento di basa sulla presenza di due liquidi separati da una membrana a scambio ionico: durante le fasi di carica e scarica i liquidi vengono fatti circolare attraverso delle pompe ed entrano in contatto con la membrana, scambiando ioni in modo direzionale, in un verso quando la batteria fornisce energia, nell'altro quando invece è sotto carica. Lo scambio ionico alla membrana porta a viaggiare nel circuito a cui è collegata la batteria un flusso di elettroni. I due liquidi non entrano mai in contatto fra di loro e si scambiano solo ioni attraverso la membrana.

Ad oggi una delle soluzioni più utilizzate è quella della batteria redox al vanadio che nella forma attuale utilizza elettroliti ad acido solforico e coppie redox di vanadio in entrambe le semicelle. Il vanadio però è un elemento abbastanza costoso, non facilissimo da reperire in natura. Viene prodotto in Cina e in Russia dalle scorie delle fonderie di acciaio; altri paesi lo producono sia dalla polvere di scarico dell'olio pesante o come sottoprodotto dell'estrazione dell'uranio.

Una novità nel settore arriva però da un'azienda italiana: Green Energy Storage. Si tratta di una start up italiana nata nel 2015 da un team di professionisti operanti nel settore dell’efficienza energetica e dello storage, che l'anno scorso ha acquisito un brevetto dell'Università di Harvard per la produzione commerciale di una batteria a flusso basata su composti organici. Ad Harvard il gruppo di lavoro del Prof. Michael J. Aziz ha infatti lavorato in questi anni a un prototipo di flow battery che utilizza chinoni come elementi attivi al posto del vanadio. In particolare, per la soluzione sviluppata da Green Energy Storage, è stato scelto un chinone estratto dal rabarbaro, dando così un ulteriore lato green al progetto. Rispetto al vanadio l'utilizzo dei chinoni dovrebbe garantire anche costi inferiori, sia per la più facile gestione dei composti, sia per la più elevata densità di energia immagazzinabile da questi ultimi.

La soluzione Green Energy Storage da circa 3kW

Ieri a Milano l'azienda ha presentato il suo primo prodotto commerciale, che sarà in vendita a partire dall'anno prossimo, con una potenza di 3kW ed energia immagazzinata di circa 10 kWh, ma il progetto prevede di arrivare entro il 2018 a una gamma completa con batterie fino a 10kW. Uno degli aspetti particolari di questo tipo di batterie è la possibilità di disaccoppiare la potenza dall'energia complessiva della batteria, in quanto la prima è relativa all'estensione del reattore lamellare a membrana a scambio ionico, mentre seconda è legata semplicemente alla capienza dei serbatoi dei due liquidi. Si possono così creare batterie per diversi tipi di utilizzo semplicemente variando in modo indipendente le due parti del sistema: ai due estremi potremmo trovare batterie ad alta potenza e bassa energia totale, oppure a bassa potenza e grande energia immagazzinata. Nel primo caso un esempio può essere una soluzione tampone per aziende voraci di energia (saldature, fonderie), nel secondo la raccolta di energia da un grosso campo fotovoltaico.

Al momento le batterie mostrate funzionano con da un lato un liquido ricco di chinoni e dall'altro acido bromidrico HBr, ma l'obiettivo è quello di arrivare a una batteria basata esclusivamente sui chinoni. Questo porterebbe a ulteriori risparmi, visto che per entrambi i liquidi sarebbero necessari solo serbatoi comuni, mentre l'acido bromidrico richiede maggiori precauzioni e materiali anti corrosione. Green Energy Storage ha già trovato importanti partner per la prima parte di lancio commerciale dei suoi prodotti e vede al suo fianco la municipalizzata di Losanna e Sorgenia. Al momento Green Energy Storage ha un accordo con Harvard per lo sfruttamento commerciale del brevetto in 28 Paesi dell'Unione, ma è in trattativa per acquisire i diritti a livello mondiale, diventando così il primo produttore commerciale di una batteria a flusso a base organica.