Combinare la cattura della CO2 con l’energy storage: i prototipi dell’ORLN

È possibile combinare la cattura della CO2 con l’energy storage? Negli ultimi anni si è visto come il “nuovo” mondo energetico presenti le più diverse possibilità di sviluppo, anche e talvolta soprattutto utilizzando le medesime tecnologie a scopi diversi: è questo per esempio il caso dell’utilizzo delle centrali idroelettriche di pompaggio per immagazzinare energia elettrica pulita per lunghi periodi. Ecco che allora le soluzioni più innovative per un futuro più pulito potrebbero arrivare proprio dal cambio di prospettiva con cui guardiamo alle tecnologie attuali: è proprio da questo presupposto che dei ricercatori dell’Oak Ridge National Laboratory (ORNL) sono partiti per riuscire a unire la cattura della CO2 con l’energy storage. Ecco come hanno fatto.

Unire la cattura della CO2 con l’energy storage

“Lo sviluppo di tecnologie di stoccaggio dell’energia a lungo termine è fondamentale per facilitare l’utilizzo efficiente delle fonti energetiche rinnovabili, mitigando al contempo la produzione di anidride carbonica”: parte con questa frase l’abstract dello studio pubblicato sul Journal of Power Sources dai ricercatori dell’Oak Ridge National Laboratory. Ecco che allora gli scienziati hanno deciso di lavorare allo stesso tempo sulla tecnologia per lo stoccaggio dell’energia elettrica e su quella per mitigare le emissioni di anidride carbonica: per farlo hanno messo a punto due prototipi di batterie in grado di convertire la CO2 in una polvere solida che può essere reimpiegata in altri usi industriali.

I prototipi di batterie dell’ORLN

Il lavoro dei ricercatori prende forma in due diverse batterie. Nessuna delle quali, peraltro, utilizza dei metalli tali da rendere la loro produzione difficile a livello di fornitura di materie prime, come invece probabilmente capiterà in futuro per materiali come manganese, litio e cobalto: il primo prototipo è stato realizzato a partire da un catalizzatore in ferro-nickel e sfrutta il sodio presente nell’acqua salata per attuare la conversione della anidride carbonica; il secondo invece utilizza l’alluminio e il medesimo elettrolita liquido. E se di per sé non sorprende che due batterie di questo tipo possano essere impiegate per immagazzinare energia elettrica, a stupire è invece il fatto che siano anche in grado di catturare l’anidride carbonica. In che modo questi ricercatori sono stati in grado di combinare la cattura della CO2 con l’energy storage?

Tutto si basa su un utilizzo intelligente delle reazioni elettrochimiche che, all’interno delle batterie, permettono lo spostamento degli ioni attraverso l’elettrolita, tra un elettrodo e l’altro. Ed è proprio nell’elettrolita a base di sodio che viene aggiunta l’anidride carbonica, la quale durante il rilascio di energia da parte della batteria viene convertita in polvere per mezzo degli elettroni liberi.

Il passo avanti nell’unire cattura della CO2 con l’energy storage

Va sottolineato che quello dei ricercatori dell’ORLN non è il primo tentativo volto a combinare la cattura dell’anidride carbonica con l’accumulo di energia elettrica da fonte rinnovabile; gli altri prototipi presentavano un però un problema, ovvero il veloce degradare delle batterie per via dell’intasamento degli elettrodi causato dalla stessa CO2 convertita. Questo non avviene invece nelle batterie presentate sul Journal of Power Sources: il sottoprodotto ottenuto dalla conversione della CO2 non minaccia le prestazioni della soluzione di storage, e può inoltre essere impiegato in campo farmaceutico o, per esempio, per la creazione di cemento.

I possibili utilizzi

Delle batterie di questo tipo, capaci di unire la cattura della CO2 con l’energy storage, potrebbero risultare preziose per realizzare degli impianti particolarmente efficaci a livello di stabilimenti industriali. È possibile ipotizzare per esempio un sistema di storage collegato a un impianto fotovoltaico, connesso inoltre a una fonte di anidride carbonica così come catturata dalle emissioni legate alle attività produttive dello stabilimento stesso.