Roma – I ricercatori dello State Key Laboratory of Heavy Oil Processing, China University of Petroleum Beijing, hanno ottenuto un progresso significativo nella tecnologia delle batterie che potrebbe rivoluzionare il modo in cui l’energia viene immagazzinata e utilizzata, in particolare per applicazioni su larga scala. In un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Green Energy and Intelligent Transportation, il team, guidato da Yingchun Niu e Senwei Zeng, ha introdotto un nuovo elettrodo composito drogato con NB per batterie a flusso redox ferro-cromo (ICRFB), dimostrando eccezionali miglioramenti in termini di prestazioni ed efficienza. .
Le batterie a flusso redox ferro-cromo sono fondamentali per affrontare le sfide delle fonti di energia rinnovabile, come quella solare e quella eolica, che spesso soffrono di incoerenza nella fornitura di energia. Queste batterie forniscono una soluzione praticabile per stabilizzare le reti energetiche e garantire un approvvigionamento energetico costante. Gli elettrodi tradizionali in tessuto di carbonio utilizzati in queste batterie, tuttavia, presentano limitazioni quali scarsa reattività elettrochimica e bassa efficienza energetica.
Preparazione dell’elettrodo composito drogato NB per batteria a flusso redox ferro-cromo
CREDITO
ENERGIA GREEN E TRASPORTO INTELLIGENTE
La svolta prevede l’uso di un elettrodo in tessuto di carbonio composito di titanio drogato con boro (B) e azoto (N), elementi che migliorano significativamente le prestazioni della batteria. Integrando catalizzatori TiB2 e applicando tecniche di calcinazione ad alta temperatura, i ricercatori hanno creato elettrodi con proprietà fisico-chimiche migliorate, aumentando la reattività e l’efficienza delle batterie.
Gli elettrodi modificati hanno mostrato un miglioramento sostanziale nella capacità di scarica e nell’efficienza energetica. Dopo 50 cicli di carica/scarica, il nuovo elettrodo ha raggiunto una capacità di scarica di 1990,3 mAh, significativamente superiore ai 1155,8 mAh offerti dagli elettrodi standard. Inoltre, l’efficienza energetica è stata mantenuta intorno all’82,7%, un aumento considerevole rispetto allo scenario di base.
Questi miglioramenti sono attribuiti all’aumento della superficie e alla maggiore attività elettrochimica fornita dal co-doping NB. Gli elettrodi drogati offrono siti più attivi per le reazioni redox, che sono cruciali per il processo di accumulo dell’energia. Inoltre, l’introduzione del catalizzatore Ti migliora ulteriormente la cinetica delle reazioni coinvolte, garantendo un trasferimento di energia più rapido ed efficiente.
Questo sviluppo non solo presenta un modo più efficiente per immagazzinare e utilizzare l’energia, ma riduce anche i costi e l’impatto ambientale associati ai materiali tradizionali delle batterie. L’uso di ferro e cromo, che sono più abbondanti e meno costosi di altri metalli come il vanadio, rende gli ICRFB un’opzione più sostenibile ed economicamente fattibile per i sistemi di accumulo di energia su larga scala.
I ricercatori ritengono che questa tecnologia abbia il potenziale per avere un impatto significativo sul settore delle energie rinnovabili, fornendo un modo più affidabile ed efficiente per integrare le fonti rinnovabili nella rete elettrica. Con ulteriori attività di ricerca e sviluppo, questi elettrodi drogati potrebbero portare a una più ampia adozione di batterie a flusso redox, supportando una transizione verso soluzioni energetiche più sostenibili.
Questo progresso rappresenta un passo avanti fondamentale nella tecnologia delle batterie, promettendo di migliorare le capacità dei sistemi di stoccaggio dell’energia in tutto il mondo e sostenere una più ampia adozione di fonti energetiche rinnovabili, contribuendo in definitiva agli sforzi globali nella lotta al cambiamento climatico e nella promozione della sostenibilità.(30Science.com)
