La lignina è il secondo biopolimero per quantità, dopo la cellulosa (Immagine Pixabay (pubblico dominio) https://pixabay.com/en/wood-chips-wood-chips-chopped-567573/)
Nel nostro mondo industrializzato le batterie sono parte integrante della vita quotidiana, come lo è da ancora più tempo l’utilizzo dell’energia elettrica e quando ci riferiamo a sistemi per migliorare e rendere più efficienti i sistemi di accumulo viene spontaneo pensare a necessità relative alle nostre abitudini e qualità della vita.
In altre parti del mondo tuttavia le esigenze potrebbero risultare diverse e anche la tipologia di ricerca va appositamente calibrata per una situazione diversa dalla nostra, per quei Paesi in cui il reddito è basso e il livello di industrializzazione tale da rendere per esempio inaffidabile la rete di fornitura di energia elettrica.
In quest’ottica risulta di notevole interesse il lavoro dei ricercatori dell’Università di Linköping in Svezia che hanno sviluppato una nuova batteria ecologica composta di zinco e lignina è che può essere utilizzata anche più di 8.000 volte.
La lignina è un polimero naturale contenuto nelle piante
Come spiega il professor Reverant Crispin, del Laboratorio di elettronica organica dell’Università di Linköping i pannelli solari hanno sì visto un crollo dei prezzi nell’ultimo decennio diventando popolari anche in queste regioni, ma permane un grosso limite: più ci si avvicina all’equatore minori sono le variazioni fra la durata del giorno e della notte e ciò implica che nelle regioni in prossimità già intorno alle 18 comincia a fare buio, rendendo inutilizzabili le tecnologie basate sul sole.
Un sistema che permetta di alleviare almeno parzialmente il problema deve però tenere conto anche delle limitazioni finanziarie della popolazione: la nuova batteria è composta da due materiali economici ed ecologici, lo zinco e la lignina, e offre una capacità di accumulo pari all’80% di una batteria al piombo-acido ma senza fare uso di questo materiale tossico. Offre inoltre un lungo ciclo di vita: dopo 8.000 ricariche perde infatti solo il 20% delle sue prestazioni originali.
La carica viene mantenuta per una settimana, ovvero molto più a lungo di altri accumulatori basati sullo zinco. Questi ultimi, sebbene da tempo disponibili sul mercato, non sono di solito ricaricabili. E i ricercatori ritengono che la loro batteria possa almeno in alcune applicazioni rivelarsi un valido sostituto di quelle agli ioni di litio.
La lignina e lo zinco sono materiali economici e riciclabili
Sebbene di comune utilizzo, gli accumulatori agli ioni di litio presentano alcuni problemi che vanno dalla sicurezza (dal ciclo di produzione e stoccaggio all’utilizzo) al poco agevole riciclo fino ai problemi di natura etica e ambientale riguardanti l’estrazione degli elementi che la compongono (non solo il litio ma anche il cobalto), le terre rare.
Dal canto loro, le batterie allo zinco presentano il problema della scarsa durata: lo zinco reagisce con l’acqua nella soluzione elettrolitica della batteria, producendo gas idrogeno e provocando la crescita di dendriti nello zinco, che possono danneggiare la batteria (in effetti sempre la generazione di dendriti è causa di problemi ben più seri nelle batterie agli ioni di litio).
I ricercatori di Linköping hanno risolto il problema grazie al ricorso a una sostanza chiamata elettrolita salino polimerico a base di poliacrilato di potassio (WiPSE) in grado di stabilizzare lo zinco e migliorare in modo sensibile la durata della batteria. Sia lo zinco che la lignina sono molto economici e facili da riciclare, quindi il costo finale per ciascun utilizzo di questa nuova batteria è molto inferiore rispetto agli ioni di litio.
Le batterie attuali sono di dimensioni assai ridotte, ma il team ritiene che una volta a regime sarà possibile incrementarne le dimensioni, rendendole paragonabili a quelle utilizzate nelle automobili.
Uno dei ricercatori, il professor Crispin, ci tiene a sottolineare quanto sia fondamentale aiutare i Paesi a basso reddito ad adottare tecnologie sostenibili e che la Svezia, in quanto Paese dalla grande storia nelle scienze innovative, abbia il dovere di aiutare le altre nazioni a evitare gli errori commessi in passato: partendo da una tecnologia verde, i Paesi con ancora un basso livello di industrializzazione possono costruire un’infrastruttura sostenibile ed evitare di contribuire al cambiamento climatico.
