L’accelerazione della domanda di energia rinnovabile e di veicoli elettrici sta generando una forte richiesta di batterie: ma queste, anche se sono fondamentali per la sostenibilità, sono a loro volta a rischio inquinamento.
Ora degli scienziati americani hanno creato un accumulatore allo zinco che contiene un elettrolita sostenibile e biodegradabile ricavato da una fonte inaspettata e pienamente naturale: i gusci di granchi e altir crostacei. "Enormi quantità di batterie - spiega Liangbing Hu, direttore del Center for Materials Innovation dell'Università del Maryland che ha realizzato l’esperimento - vengono prodotte e consumate, sollevando domande sulla ricaduta ecologica. Per esempio, i separatori in polipropilene e policarbonato, ampiamente utilizzati in quelle agli ioni di litio, impiegano centinaia o migliaia di anni per degradarsi e aumentano il peso sull'ambiente”.
Origine naturale
Le batterie utilizzano un elettrolita per trasportare gli ioni avanti e indietro tra gli elettrodi con carica positiva e negativa. L'elettrolita può essere un liquido, una pasta o un gel, e in molti casi si utilizzano sostanze chimiche infiammabili o corrosive per questa funzione. Grazie all’innovazione del professore Hu, l’accumulatore di nuova concezione che potrebbe immagazzinare energia da fonti eoliche e solari su larga scala, utilizza un elettrolita in gel ricavato da un materiale biologico chiamato chitosano.
“Si tratta - spiega Hu - di un prodotto derivato della chitina che ha molte fonti, tra cui pareti cellulari dei funghi ma soprattutto esoscheletri dei crostacei, che ne sono l'origine più abbondante: parliamo di granchi, gamberi e aragoste. E' quello che rimane sulla vostra tavola dopo un buon pranzo".
Un elettrolita biodegradabile significa che circa due terzi della batteria possono essere scomposti dai microbi: nel caso del chitosano il processo dura in cinque mesi. Il componente metallico, che in questo caso è lo zinco - ma lo stesso discorso vale per piombo o litio - viene lasciato intatto e può quindi essere riciclato.
Costa meno
"Lo zinco è più abbondante del litio nella crosta terrestre - dice ancora Hu - e in generale, gli accumulatori che lo contengono sono più economici e anche sicuri". La batteria di zinco e chitosano ha un'efficienza energetica del 99,7% dopo 1.000 cicli, il che la rende un'opzione valida per immagazzinare l'energia generata dall'eolico e dal solare da trasferire alle reti elettriche. E lo stesso vale per l'utilizzo a bordo di automobili a zero emissioni.
Hu e il suo team sperano di rendere ancora più ecologico anche il processo di produzione. "In futuro - afferma il professore - spero che tutti i componenti delle batterie possano essere biodegradabili, non solo il materiale in sé, ma anche il processo di fabbricazione dei biomateriali".
