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Le batterie reversibili all'ammoniaca
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13/02/2015
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Un team di scienziati statunitensi sta lavorando ad un sistema efficiente per trasformare il calore di scarto a bassa temperatura in elettricità.
Il calore di scarto a bassa temperatura è sottoposto nella produzione di energia: nelle automobili, in inverno, viene deviato per far funzionare il sistema di riscaldamento del veicolo, ma in estate quello stesso calore di scarto in eccesso viene inviato in torri di raffreddamento per essere dissipato.
Ricercatori statunitensi della Penn State University stanno studiando come poter utilizzare questo calore di scarto per produrre altra energia. Il team sta utilizzando una batteria basata sull'ammoniaca rigenerata per via termica che comprende elettrodi di rame con ammoniaca aggiunta solo all'anolita (elettrodo che circonda l'anodo).
"La batteria funziona fino a che o la reazione consuma l'ammoniaca necessaria per la complessa formazione dell'elettrolita vicino all'anodo o esaurisce gli ioni di rame nell'elettrolita vicino al catodo. Poi la reazione si ferma".
Usando un calore di scarto a bassa temperatura proveniente da una fonte esterna, i ricercatori distillano ammoniaca dell'effluente rimasto nell'anolita della batteria e quindi la ricaricano nella camera del catodo originale della batteria. Il flusso di ammoniaca liquida è in grado di convertire l'energia termica in energia elettrica nella batteria.
"L'utilizzo del calore di scarto per la produzione di energia permetterebbe una produzione aggiuntiva di elettricità senza nessun ulteriore consumo di combustibili fossili. Le batterie rigenerate per via termica sono un modo neutrale rispetto al carbonio per immagazzinare e convertire il calore di scarto in elettricità, con un costo potenzialmente inferiore rispetto a dispositivi allo stato solido".
Si tratta, in pratica, di una batteria rigenerata per via termica altamente efficiente, economica e modulare, basata sull'ammoniaca, in cui la corrente elettrica è prodotta dalla formazione del complesso rame-ammoniaca. Se necessario, la batteria può essere scaricata in modo che l'energia chimica immagazzinata, sia convertita efficacemente in energia elettrica.
I metodi fino ad oggi utilizzati per raccogliere il calore di scarto a bassa temperatura hanno dato diversi problemi. Ad esempio, la quantità di energia prodotta in un sistema che usa acqua salata o meno salata per generare elettricità, era troppo piccola in rapporto alla quantità di acqua utilizzata. Il sistema della batteria rigenerativa per via termica con ammoniaca è in grado di convertire circa il 29% dell'energia chimica nella batteria in elettricità ed ha ampi margini di miglioramento. Allo stato attuale della sperimentazione, i ricercatori hanno prodotto una densità energetica di circa 60 watt per metro quadrato su cicli multipli, che è da 6 a 10 volte più alta della densità energetica prodotta da altri sistemi di conversione dell'energia termicaa elettrica basati su liquidi.Per di più, tale batteria rigenerativa per via telematica con ammoniaca non è ottimizzata, quindi si potrebbe arrivare sia a produrre più energia sia a ridurre il costo del funzionamento delle batterie. Ad oggi, i ricercatori sono stati in gradi di aumentare la densità energetica aumentando il numero di batterie, in modo che questo metodo possa essere attraente dal punto di vista commerciale.
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