La soluzione degli antichi Romani che oggi potrebbe cambiare il futuro dell’energia
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Gli antichi Romani avevano trovato un modo per stoccare energia senza impatti ambientali, e oggi questo stesso metodo può contribuire alla causa climatica. Ecco come, grazie ad uno studio dei ricercatori del Politecnico federale di Losanna (Epfl).
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Gli antichi Romani sono famosi per la loro maestria nell’ingegneria, e una nuova conferma arriva da uno studio del Politecnico federale di Losanna, che ha dimostrato come stoccare energia senza impatti ambientali riprendendo proprio un metodo romano.
Grazie a questo sistema, si può incanalare energia senza gravare sull’ambiente e senza dipendere da elementi scarsi o costosi, da elettroliti concentrati o solventi organici poco sostenibili.
Stoccare energia senza impatti ambientali
All’interno degli edifici romani è molto comune trovare dei condotti cavi di terracotta, dei tubuli che servivano per alleggerire il peso delle strutture e per far circolare l’aria calda nelle pareti delle terme. Partendo da questi canali di argilla, un gruppo di ricercatori del Politecnico federale di Losanna ha realizzato un sistema di stoccaggio energetico che sfrutta le proprietà dell’argilla per immagazzinare energia. Lo studio, pubblicato su Nature Communications, apre nuovi importanti orizzonti per la sostenibilità dei sistemi di stoccaggio, e dimostra ancora una volta come, spesso, le risposte migliori sono nelle soluzioni più semplici.
Il dispositivo creato dai ricercatori, chiamato condensatore blu, nasce infatti dall’unione dell’argilla e del grafene: le argille naturali sono fatte di sottilissimi strati di silice e allumina che, una volta idratati, si distanziano e lasciano tra loro intercapedini larghe circa 1 nanometro, dove l’acqua rimane confinata. Alternando l’argilla con il grafene si ottiene una membrana flessibile, in cui convivono:
- elettrodi,
- separatore,
- elettrolita.
Come funziona il condensatore blu
L’acqua all’interno dei canali di argilla perde le sue proprietà, e i protoni si spostano per salti successivi, secondo un meccanismo a staffetta noto come trasporto di Grotthuss, accumulandosi alle interfacce con il grafene, formando un doppio strato elettrico che immagazzina la carica. I primi test sul condensatore hanno dimostrato una tenuta notevole: il prototipo ha retto oltre 60.000 cicli di carica e scarica senza un calo misurabile, l’equivalente di una ricarica al giorno per 150 anni (contro le poche centinaia di ricariche che servono a uno smartphone per iniziare a perdere colpi). Questo dispositivo è in grado di restituire il 97% della carica a ogni ciclo, ma la quantità di energia che riesce ad immagazzinare è molto inferiore rispetto a quella di una batteria al litio.
L’applicazione pratica, quindi, risulterebbe utile non tanto per stoccare una grande quantità di energia, ma per renderla disponibile in fretta e farla durare a lungo. Inoltre, l’argilla è tra i materiali più abbondanti della crosta terrestre, e si lavora a basso costo, il grafene deriva dal carbonio e l’elettrolita è semplice acqua: il condensatore è fatto di elementi comuni e poco inquinanti, a differenza di altre tecnologie di accumulo altamente inquinanti e dispendiose. Secondo l’Agenzia internazionale dell’energia, oltre il 90% della crescita della domanda elettrica sarà coperta da rinnovabili, ma per integrare questa crescita servono più reti e sistemi di accumulo. E’ proprio qui che può entrare in gioco il condensatore blu, vincendo grazie alla sua estrema semplicità: pochi materiali, tutti facilmente reperibili, e l’acqua al posto degli elettroliti chimici.
Diversi nodi restano ancora aperti, ma ciò che conta è la dimostrazione di base: l’acqua chiusa in un canale di argilla può conservare carica in un dispositivo reale, riportando un materiale antico al centro della ricerca moderna sull’energia.
