Le batterie agli ioni di litio, colonna portante di questa era digitale, alimentano tutto, dalle auto elettriche che percorrono le nostre strade ai dispositivi mobili che non lasciamo mai. Eppure, nonostante la loro pervasiva presenza nella nostra vita quotidiana, queste batterie nascondono un lato oscuro che raramente viene portato alla luce. Il rischio di incendi ed esplosioni, unito alla loro tossicità, solleva preoccupazioni significative riguardo alla sicurezza e all’impatto ambientale. Questi fattori ci costringono a interrogarci: esiste un’alternativa più sicura e sostenibile alle batterie agli ioni di litio, capace di rispondere alle esigenze energetiche del nostro mondo in modo responsabile?
Una ricerca pionieristica condotta da un consorzio internazionale, che include gli esperti del Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) in Australia, ha risposto a questa domanda realizzando una batteria innovativa a base d’acqua, che promette di essere una valida alternativa alle batterie al litio per l’accumulo di energia.
Il lavoro di ricerca, i cui risultati sono stati divulgati sulla prestigiosa rivista Advanced Materials, apre la strada a una rivoluzione nel settore delle batterie. Guidato dal professor Tianyi Ma dell’Università RMIT, il team ha sviluppato questa batteria a base d’acqua pensata per applicazioni di larga scala, perfetta per lo stoccaggio di energia nella rete e l’accumulo di energia prodotta da fonti rinnovabili, come i pannelli solari e le turbine eoliche:
Grazie ai nostri sforzi, abbiamo sviluppato una batteria magnesio-ione-acqua con una densità energetica di 75 wattora per chilogrammo (Wh kg-1), circa il 30% di quella raggiunta dalle più recenti batterie per auto Tesla.
L’acqua come elemento chiave
A differenza delle batterie convenzionali, che si affidano a elettroliti chimici per funzionare, questa nuova tecnologia utilizza l’acqua come elemento chiave, rendendola significativamente più sicura e più ecologica. Durante il loro studio, i ricercatori si sono concentrati sulle batterie ricaricabili agli ioni di zinco, che usano elettroliti a base d’acqua e anodi di zinco economici. Nonostante questi vantaggi, l’uso di zinco tendeva a favorire la formazione di dendriti e una reazione chimica indesiderata che liberava idrogeno, compromettendo l’efficienza della batteria.
Per superare questi ostacoli, il gruppo di ricerca ha introdotto uno strato protettivo di bismuto e ossido (ruggine) sui componenti più vulnerabili della batteria. Questa innovazione ha significativamente esteso la durata di vita della batteria a base d’acqua, rendendola comparabile a quella delle batterie al litio tradizionali. Tuttavia, la sfida rimane nel migliorare la densità energetica, che al momento è inferiore. Il team è ora concentrato sullo sviluppo di nuovi nanomateriali per gli elettrodi, con l’obiettivo di incrementare ulteriormente la densità energetica.
Ilaria Rosella Pagliaro 
