Le immagini più iconiche della transizione energetica sono ormai familiari: pannelli solari sui tetti, pale eoliche all’orizzonte e auto elettriche sempre più diffuse. C’è però un tassello fondamentale di questa rivoluzione di cui si parla molto meno: come conservare l’energia prodotta nelle ore di sole e di vento per utilizzarla quando il sole non splende e il vento cala
È una delle grandi sfide della decarbonizzazione. E per risolverla gli scienziati stanno esplorando strade che sembrano uscite da un romanzo di fantascienza: batterie che sfruttano sali fusi, materiali ispirati alla composizione del sudore umano, sabbia, sodio e perfino la forza di gravità.
Non tutte queste tecnologie finiranno nelle nostre case, ma potrebbero cambiare il modo in cui il mondo conserverà l’energia rinnovabile nei prossimi decenni.
Il vero problema delle energie rinnovabili non è produrre elettricità
Sole e vento sono fonti pulite, ma hanno un limite evidente: non producono energia in modo continuo.
I pannelli fotovoltaici smettono di generare elettricità durante la notte, mentre gli impianti eolici dipendono dall’intensità del vento. Per garantire una rete elettrica stabile è quindi indispensabile poter conservare l’energia prodotta nei momenti di abbondanza e utilizzarla quando serve.
È proprio qui che entra in gioco la ricerca sulle batterie di nuova generazione.
Perché servono batterie sempre nuove?
Secondo gli esperti, la diffusione delle energie rinnovabili dipenderà sempre di più dalla capacità di accumulare grandi quantità di elettricità. Le batterie del futuro dovranno essere non solo più capienti, ma anche più economiche, sicure e realizzate con materiali facilmente reperibili, riducendo la dipendenza da litio, cobalto e altre materie prime critiche.
Perché gli scienziati guardano al sudore umano
Tra le ricerche più curiose c’è quella che prende ispirazione dal sudore umano.
Non significa che le batterie verranno alimentate dal sudore delle persone. Gli studiosi stanno invece analizzando il comportamento degli elettroliti presenti nei fluidi biologici per progettare materiali più efficienti e sostenibili.
L’obiettivo è sviluppare elettroliti innovativi che permettano di migliorare la conduzione degli ioni, aumentare la sicurezza delle batterie e ridurre l’impatto ambientale rispetto ai sistemi tradizionali.
È un esempio di biomimetica, la disciplina che osserva i meccanismi della natura per trovare soluzioni tecnologiche.
I sali fusi che conservano il calore per giorni
Un’altra tecnologia promettente utilizza invece i sali fusi.
Questi materiali possono essere riscaldati fino a temperature molto elevate, accumulando enormi quantità di energia termica che può essere conservata anche per molte ore o giorni.
Quando serve elettricità, il calore immagazzinato viene impiegato per produrre vapore e alimentare turbine, proprio come avviene nelle centrali tradizionali.
Questa soluzione è già utilizzata in alcuni impianti solari a concentrazione e oggi la ricerca punta a renderla più efficiente e meno costosa, così da favorire una maggiore diffusione delle fonti rinnovabili.
Non solo litio: le alternative sono sempre di più
Negli ultimi anni la ricerca ha accelerato lo sviluppo di sistemi di accumulo molto diversi dalle classiche batterie agli ioni di litio.
Tra le tecnologie più promettenti figurano:
- batterie al sodio, che utilizzano un elemento molto più abbondante del litio;
- batterie alla sabbia, capaci di accumulare energia sotto forma di calore;
- sistemi gravitazionali, che immagazzinano energia sollevando enormi masse e la rilasciano durante la discesa;
- accumuli idroelettrici, che sfruttano bacini d’acqua posti a quote differenti.
Ogni soluzione presenta vantaggi e limiti diversi, ma tutte puntano allo stesso obiettivo: rendere le energie rinnovabili disponibili anche quando il sole non splende o il vento si ferma.
La corsa alle batterie è anche una sfida geopolitica
Dietro questa ricerca non c’è soltanto la lotta al cambiamento climatico.
Oggi la produzione mondiale di batterie dipende fortemente da materie prime come litio, cobalto e nichel, concentrate in pochi Paesi. Trovare materiali alternativi significa anche ridurre la dipendenza da filiere vulnerabili e abbassare i costi di produzione.
Per questo governi, università e aziende stanno investendo miliardi di euro nello sviluppo di tecnologie capaci di garantire maggiore autonomia energetica.
Quanto manca alle batterie del futuro?
Molte delle soluzioni oggi allo studio sono ancora in fase sperimentale e richiederanno anni prima di arrivare sul mercato.
Altre, come i sistemi a sali fusi o alcune batterie al sodio, stanno già iniziando a trovare applicazioni concrete, soprattutto negli impianti destinati ad accumulare grandi quantità di energia prodotta da fonti rinnovabili.
La direzione, però, è ormai chiara: il futuro dell’energia non dipenderà soltanto da quanto elettricità riusciremo a produrre, ma soprattutto da quanto bene sapremo conservarla.
Ed è proprio per questo che gli scienziati continuano a guardare con interesse anche alle idee più insolite, dal comportamento degli elettroliti presenti nel sudore umano fino alle proprietà dei sali fusi, nella speranza di trovare la batteria capace di accompagnare la prossima rivoluzione energetica.