Dalla saliva all'acqua salata: il futuro delle batterie è nelle rinnovabili

AVETE pensato di andare da soli in giro per i monti, siete caduti in un crepaccio, sta arrivando la notte, rischiate di morire congelati, dissanguati, affamati, ma non potete chiamare i soccorsi perché il cellulare, naturalmente, è scarico? Nessun problema. Sputateci sopra e, magicamente, il telefonino riprenderà vita. Questo, almeno, è l’idea con cui Seokheun Choi, un professore della Suny a New York, ha realizzato la prima batteria a saliva. Una minibatteria, capace di produrre solo pochi microwatt per qualche minuto, ma sufficienti, anzi vitali, in quelli che Choi chiama "casi estremi". La biobatteria è poco più di una striscia di carta, in cui l’energia viene generata da batteri, attivati da qualche goccia di liquido, tipo la saliva: la prima biopila, per il momento mini. Choi non l'ha inventata per gli Sos di incauti escursionisti, ma per le proibitive condizioni di assistenza medica nelle località remote dei paesi più poveri, dove l’elettricità è un miraggio. La minibiopila è in grado, infatti, di attivare per qualche minuto un faretto led o anche un sensore diagnostico.Per ora, la pila di Choi è limitata, anche concettualmente, a dimensioni e prestazioni mini. Ma è l’ennesima conferma che il nostro futuro è elettrico. Più esattamente, che il mondo è destinato a funzionare a pila. Tutto quello che ci circonda e che usiamo richiede una fonte di energia che, invece del nostro sudore è, quasi sempre elettricità. E qui, iniziano i problemi: se non vogliamo farci friggere dall’effetto serra questa elettricità è bene che venga da fonti rinnovabili. Ma sole e vento sono fonti intermittenti - un po' ci sono, un po' no - e, per essere sicuri che l'elettricità ci sia quando serve, occorre poterla immagazzinare. Dal telefonino, al computer, al frigo, all'auto elettrica, su su fino alla grande centrale, insomma, il nodo è la batteria o il suo equivalente. La pila, in effetti, è il nodo scorsoio della nostra rivoluzione tecnologica. Abituati al passo mozzafiato dell’informatica, facciamo fatica a seguire il lento strisciare delle batterie. Le prestazioni di un computer, governate dalle leggi della fisica, migliorano del 50 per cento l’anno. Quelle di una pila, sottoposta alle leggi della chimica, crescono oggi del 5 per cento. Ed è un passo rapido per una tecnologia che, nel suo nocciolo, si è fermata a metà ‘800, quando fu inventata la ricaricabile (sostanzialmente, quella della vostra auto). La pila a litio del vostro smartphone ha ormai un quarto di secolo e non sembra pronta per una rivoluzione. Il ''salto'' che l'Elon Musk della Tesla promette con la sua gigafactory nel Nevada non è niente di più che una limatura di prezzo, ottenuta grazie alle dimensioni mega della produzione. Ma ecco il vicolo cieco: la batteria a litio utilizzata per cellulari, pc e auto è troppo cara per installazioni in grande come centrali elettriche che devono servire migliaia di case. Contemporaneamente, niente sembra in grado, oggi, di offrire la stessa densità di energia del litio. Esistono alternative? A parte la minibatteria di Choi, per le pile che alimentano i nostri oggetti domestici, no. Ma per i sistemi di immagazzinamento stazionari, quelli che interessano le centrali o anche singole abitazioni, le idee non mancano. Eccone alcune. Pompare l’acqua. E’ un sistema relativamente già diffuso, che richiede, però, una particolare situazione geografica. Occorrono, infatti, due bacini d’acqua, a livelli diversi. Di giorno, quando l’energia solare o eolica viene prodotta in eccesso rispetto ai consumi, parte viene dirottata a pompare l’acqua dal bacino inferiore a quello superiore. Di notte, l’acqua viene fatta scendere ad azionare una turbina che produce elettricità. Spingi il treno. Se non c’è acqua, ma c’è un pendio, si può usare il sistema adottato da una centrale negli Usa, in Nevada. L’energia in eccesso viene usata per trascinare un treno carico in cima. Di notte, il treno viene fatto scendere, generando elettricità. Sale bollente. Nelle centrali termosolari - quelle in cui il sole, riflesso dagli specchi, scalda l’acqua il cui vapore aziona una turbina - spesso il calore viene immagazzinato in cisterne di sale liquefatto, che trattiene a lungo la temperatura e, dunque, può generare vapore anche dopo il tramonto. Google, sempre in Nevada, sta mettendo a punto un sistema più sofisticato che dovrebbe assicurare elettricità a 75 mila case, fino a 10 ore dopo il tramonto. Nel progetto Malta, a fronte della cisterna con il sale, c’è quella con l’anticongelante. La prima viene scaldata con aria calda, la seconda raffreddata, tipo frigorifero. Quando vengono messe in comunicazione, le turbolenze create da aria fredda e calda muovono la turbina. Mentre queste soluzioni sono adatte solo a grandi centrali, c’è chi studia nuove soluzioni adatte all’uso domestico. Le pile, in questi casi, sono scatoloni grandi come un forno o una lavatrice , che possono essere assemblate in un “battery pack” di più moduli. Il segreto industriale rende un po’ fumosa la descrizione di queste tecnologie, apparentemente sorprendenti. Metallo rovente. La pila della Ambri funziona a più di 400 gradi centigradi, anche se l’isolamento impedisce che il calore arrivi all’esterno. All’interno, due metalli fusi, tenuti separati dalla diversa densità e da uno strato di sale funzionano da elettrodi. Acqua marina. I materiali con cui è fatta la batteria della Aquion, li abbiamo tutti sottomano. Acqua salata, manganese e un telo di rayon come membrana che separa i due elettrodi. La Aquion è recentemente fallita, ma è risorta in questi giorni.