Energia elettrica dall’acqua dolce e salata

I ricercatori della Stanford University, in California, hanno recentemente ideato una batteria in grado di produrre energia elettrica, sfruttando la differenza di salinità tra l’acqua dolce e quella marina. Il professore Yi Cui, che ha guidato il team, ha affermato che impianti che utilizzino tale tecnologia possono essere istallati ovunque l’acqua dolce confluisce in mare, come, ad esempio, presso gli estuari e le foci dei fiumi.

Il funzionamento della batteria che permette il processo è particolarmente semplice. La batteria – costituita da due elettrodi, uno positivo e uno negativo – viene immersa in un liquido contenente ioni , ovvero particelle caricate elettricamente. Normalmente nell’acqua sono presenti due diversi ioni: lo ione sodio (Na) – dotato di carica positiva-  e quello cloro (Cl) – dotato di carica negativa.

All’inizio del processo, la batteria viene immersa in acqua dolce e viene caricata leggermente. Successivamente, dopo aver rimosso l’acqua dolce, viene introdotta l’acqua di mare, che, essendo salata, possiede un numero da 60 a 100 volte maggiore di ioni. Questi fanno aumentare la tensione nella batteria che, quindi, produce molta più energia di quella necessaria per attivarla. Una volta scaricata l’acqua di mare, il processo può ripetersi ciclicamente. Secondo quanto affermato da Cui, “il punto cruciale, in questa fase, è dato dalla necessità di cambiare l’elettrolita, il liquido nella batteria”. Nel corso dei loro esperimenti, il team di ricercatori ha conseguito un’efficienza del 74 % ma Cui ipotizza la possibilità di raggiungere un buon 85 %. Al fine di aumentarne l’efficienza, l’elettrodo positivo della batteria è costituito da nanotubi di diossido di manganese – che aumenta la superficie di interazione con gli ioni di sodio di circa 100 volte rispetto ad altri materiali.

Ma quanto può rendere una centrale che utilizza batterie di questo tipo? Secondo quanto dimostrato dal team di Cui, se venissero istallate centrali di questo tipo su tutti i fiumi del mondo, saremmo in grado di produrre circa 2 terawatt di energia elettrica ogni anno – circa il 13 % dell’attuale consumo mondiale annuo di energia elettrica.

Ma questa tecnologia non nasconde lati d’ombra. Infatti, il team ha manifestato almeno tre preoccupazioni sull’utilizzo di queste batterie. La prima riguarda il materiale da utilizzare per produrre l’elettrodo negativo. Esso è, infatti, attualmente costituito da argento – un materiale troppo costoso per risultare pratico. In secondo luogo, il team di ricercatori californiani intende ridurre al minimo l’impatto che tale tecnologia potrebbe avere sull’ambiente. “Desideriamo scegliere un luogo molto lontano, molte miglia di distanza, da qualsiasi habitat critico”-ha detto il professore Cui- “Non dobbiamo disturbare l’intero sistema, necessitiamo solo di deviare una parte dell’acqua del fiume per poi reintrodurla nell’oceano”. Infine, sorge il problema della quantità massima di acqua dolce di cui è possibile disporre per le batterie. Infatti, mentre disponiamo di una quantità infinita di acqua di mare (salata), lo stesso non si può dire di quella dolce. Per ovviare a questo inconveniente, Il professore Cui propone l’utilizzo di acqua di scarico, magari trattata, in quanto “l’acqua necessaria per questo metodo non deve essere necessariamente pulita”.

Antonio Marciano