Le 5 alternative più promettenti alle batterie agli ioni di litio
Le batterie sono piccole cose carine, vero? Piccoli pezzi cilindrici di metallo che pompano energia nei tuoi dispositivi. Sembrano una tale comodità, un modo così semplice per potenziare la tua tecnologia. Ma le batterie non sono così grandi come molti potrebbero pensare.
Le batterie tipiche che troverai nel negozio—Energizer, Duracell, Kodak, Panasonic—contengono tutte qualcosa chiamato litio. Il litio è un elemento alcalino che, inserito in una batteria, è un ottimo trasportatore di energia.
Tuttavia, il litio non è sempre una buona cosa. Ecco perché e le cinque alternative più promettenti a questo tipo di batterie.
Perché le batterie al litio sono un problema?
Con le batterie agli ioni di litio, l’idea è che l’energia venga immagazzinata nelle batterie e quindi rilasciata come ioni di litio. Questi viaggiano tra due elettrodi (dal catodo all’anodo), producendo energia per i nostri dispositivi.
Ma il litio non è esattamente una sostanza amichevole.
Dopo che le batterie sono state smaltite, iniziano a corrodersi. Ed è qui che inizia il problema. Questa corrosione rilascia il litio, e altre sostanze, all’interno della batteria, che poi penetra nel terreno, contaminando sia le acque sotterranee che quelle superficiali. Questo può essere estremamente problematico ed è molto dannoso per l’ambiente.
Quindi, ora sai perché le batterie al litio non sono l’opzione migliore quando si pensa di salvare il pianeta. Diamo ora un’occhiata a cinque alternative.
1.Celle a combustibile a idrogeno
Le celle a combustibile a idrogeno non sono una novità nel campo della produzione di energia. Queste sono celle elettrochimiche che combinano sia un combustibile, sia qualcosa chiamato agente ossidante, per produrre energia chimica.
Questo processo richiede una catena di reazioni, che coinvolge un atomo di idrogeno che viene diviso in protoni ed elettroni da due elettrodi, chiamati anodo e catodo. Gli elettroni quindi passano attraverso un circuito, producendo elettricità.
La cosa grandiosa delle celle a combustibile a idrogeno è che hanno un rapporto energia-peso che è 10 volte quello delle batterie agli ioni di litio. Anche l’idrogeno è estremamente abbondante e può essere prodotto da fonti energetiche rinnovabili. Ciò rende l’impronta di carbonio complessiva delle celle a combustibile a idrogeno di gran lunga inferiore a quella delle batterie agli ioni di litio.
Una singola cella a combustibile ha anche una durata molto più lunga delle batterie agli ioni di litio, che a volte non durano molto più di una settimana.
Tuttavia, la produzione di celle a combustibile a idrogeno non è economica, dato che l’acidificazione delle materie prime per le celle è un processo costoso. L’idrogeno è anche estremamente infiammabile, il che lo rende una sostanza piuttosto pericolosa da maneggiare.
2. Batterie a flusso redox
Anche le batterie a flusso redox, analogamente alle celle a combustibile a idrogeno, si occupano della produzione di energia elettrochimica. Tuttavia, le batterie a flusso redox sono costruite in modo abbastanza diverso.
Queste batterie sono costituite da due diverse sostanze, disciolte in liquidi, che vengono separate e pompate attraverso una membrana. Attraverso una serie di reazioni di riduzione e ossidazione (da cui il nome red-ox), questa energia chimica viene convertita in elettrica.
Come le celle a combustibile a idrogeno, le batterie a flusso redox hanno una durata molto lunga e richiedono pochissima manutenzione. Tuttavia, queste batterie sono piuttosto complesse e non sono esattamente facili da produrre.
Per il funzionamento di queste batterie sono necessari numerosi elementi diversi, inclusi sensori, pompe, serbatoi secondari e gestione dell’alimentazione. Tuttavia, sono molto meno costose per l’ambiente rispetto alle batterie agli ioni di litio, e quindi sono sicuramente un ottimo candidato per la loro sostituzione.
3. Pannelli solari
La maggior parte di noi ha sentito parlare di questi produttori di energia rinnovabile. I pannelli solari sono fantastici in quanto richiedono una sola fonte di energia per funzionare: il sole! E, naturalmente, la quantità di luce che il sole illumina ogni giorno sul nostro pianeta non è affatto finita, cioè non puoi esaurirla.
Questi pannelli creano elettricità assorbendo la luce solare con celle fotovoltaiche (PV), che producono elettricità CC (corrente continua), che viene poi convertita in elettricità CA (corrente alternata) tramite la tecnologia inverter.
I pannelli solari sono già molto popolari in tutto il mondo, con acri e acri di terra dedicati ad ospitare migliaia di pannelli solari per la produzione di elettricità. E, ora, vengono presi in considerazione per la sostituzione delle batterie.
Prendi le calcolatrici, per esempio. Questi spesso si basano sull’energia solare per il funzionamento. Tuttavia, ci vuole una piccola quantità di elettricità per alimentare una calcolatrice, quindi è necessario fare ulteriori considerazioni se i pannelli solari sostituiranno le batterie agli ioni di litio con dispositivi più energivori. Ma sono ancora un’opzione molto valida!
4. Batterie al litio-zolfo
Queste possono sembrare un po’ simili alle batterie agli ioni di litio di cui stiamo cercando di sbarazzarci qui, ma non preoccuparti: ci sono alcune differenze significative tra i due. Potresti aver trovato queste batterie con un nome diverso: batterie ricaricabili.
Queste sono, ovviamente, batterie che puoi ricaricare usando una presa elettrica, in modo da poterle usare ancora e ancora.
Sebbene ciò significhi che devi utilizzare l’elettricità per alimentare le batterie, è notevolmente meno dannoso rispetto all’utilizzo di batterie tradizionali agli ioni di litio, date le loro implicazioni tossiche.
L’uso di batterie ricaricabili è, ovviamente, molto meno dispendioso rispetto all’utilizzo di ioni di litio. Inoltre, queste batterie possono essere molto più dense di energia rispetto alle versioni tradizionali. Tuttavia, può costare circa tre volte di più produrre queste batterie al litio-zolfo ed è molto meno comune che vengano riciclate. Ma continuano a eclissare di gran lunga i loro predecessori.
5. Batterie bioelettrochimiche
Questo tipo di produzione di energia differisce da tutti gli altri qui elencati, in quanto si basa su organismi biologici per funzionare. I batteri anerobici, un tipo di batteri che non richiedono ossigeno per sopravvivere, vengono utilizzati per elaborare l’acetato con un metodo di riduzione/ossidazione che rilascia elettroni.
Questi elettroni possono quindi passare attraverso un circuito per creare elettricità, e lì hai una batteria.
Tuttavia, questo tipo di produzione di energia è ancora in fase di test e gli scienziati che lavorano su questo metodo non sono ancora riusciti a farlo funzionare pienamente per lunghi periodi di tempo. Ma, se questo metodo dovesse avere successo, potrebbe essere un punto di svolta nel mondo della produzione di energia.
Le alternative sostenibili alle batterie agli ioni di litio stanno diventando più comuni
Sebbene alcune di queste sostituzioni di batterie agli ioni di litio siano ancora nelle loro fasi preliminari, rappresentano sostituzioni incredibilmente promettenti nel prossimo futuro.
Per proteggere il pianeta per le generazioni future, è fondamentale passare a alternative energetiche più sostenibili. Chissà? Potrebbe non passare molto tempo prima che le batterie agli ioni di litio diventino un ricordo del passato.
