Produrre energia elettrica là dove il fiume si getta nel mare

L'idea nasce dalla constatazione che due liquidi con salinità diversa sono in grado di produrre energia elettrica, detto in termini semplici. E' questo quello che hanno pensato di realizzare gli scienziati di Stanford sviluppando una batteria che utilizza la nanotecnologia per creare energia elettrica dalla differenza di salinità tra acqua dolce e acqua di mare. 

I ricercatori sperano di usare la tecnologia per creare impianti in cui il flusso di acqua dolce dei fiumi si getta nei mari e negli oceani. Ma il team della californiana  Stanford University, guidato dal professore associato di scienza dei materiali e ingegneria Yi Cui, ritiene che il loro metodo sia più efficiente, e che possa essere costruito a buon mercato, rilasciando energia per osmosi, il passaggio di molecole attraverso una membrana. La batteria è prima riempita con acqua dolce e acqua salata. Dato che l'acqua salata ha da 60 a 100 volte più ioni libero rispetto all'acqua dolce, ne deriva un potenziale elettrico fornendo energia elettrica. Quando la batteria è scarica, l'acqua salata viene evacuata e aggiunta di nuovo l'acqua dolce per iniziare di nuovo il ciclo. Per migliorare l'efficienza della batteria, l'elettrodo positivo è costituito da barre di biossido di manganese di scala nanometrica. L'elettrodo negativo è fatto di argento. Il design dei nanorods fornisce circa 100 volte più superficie per l'interazione con gli ioni di sodio rispetto ad altri materiali, e consentire agli ioni di muoversi dentro e fuori l'elettrodo più facilmente. Il team di Stanford dichiara un 74 per cento di efficienza nel convertire l'energia potenziale in energia elettrica mediante la batteria ma, con uno sviluppo ulteriore, potrebbe raggiungere fino all' 85 per cento di efficienza. Il team di Stanford ha calcolato che con 50 metri cubi di acqua al secondo, una centrale elettrica basata su questa tecnologia potrebbe produrre fino a 100 MW di potenza. Questa quantità di elettricità è sufficiente  per fornire energia a circa 100.000 famiglie. Mentre l'acqua salata è abbondante nel mare, il volume di acqua dolce necessaria suggerisce che una buona posizione per un impianto di miscelazione per questo tipo di batteria entropica potrebbe essere là dove un fiume sfocia nell'oceano. Poiché i delta dei fiumi e degli estuari sono ambienti sensibili e delicati, il team di Stanford ha progettato un sistema nel quale la loro batteria possa avere il minimo impatto ecologico. Il sistema dovrebbe disporre di una qualche deviazione del flusso di un fiume per produrre energia, prima di sfociare definitivamente nell'acqua al mare. L'acqua di scarico sarebbe un mix di acqua di fiume e acqua di mare, rilasciandola in una zona dove già le due tipologie di acque si incontrano. 

Gli scienziati di Stanford stanno attualmente lavorando su modifiche affinché la batteria possa essere pronta per la produzione commerciale. Ad esempio, essendo l'elettrodo d'argento molto costoso, sperano di sviluppare un'alternativa più economica. Per il fatto che la batteria di miscelazione entropica è semplice da produrre e genera energia in modo efficiente, il team spera che la tecnologia possa diventare una fonte significativa di energia rinnovabile per il futuro.

C'è da aggiungere che c'è un limite nel trarre vantaggio  su larga scala  da questa tecnologia. Se non ci sono problemi nel reperire notevoli quantità di acqua salina disponibile sulla tutto il globo, esiste però una quantità limitata di acqua dolce. Meno del tre per cento di acqua della Terra è acqua dolce e la maggior parte di essa è intrappolata nei ghiacciai. Eppure, i ricercatori hanno calcolato che se le acque di tutti i fiumi del mondo potessero essere utilizzati per questo fine, le batterie potrebbero fornire circa il 13 % degli attuali consumi energetici del mondo.

Fonti varie, principalmente Spectrum IEEE,  Gizmag

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