Presto nuovi pannelli solari potrebbero coprire 500,000 acri del Deserto Mojave californiano e suoli pubblici in molti altri stati. In 28 stati si sono diffuse rapidamente nuove centrali eoliche e i lavori continuano.
L’amministrazione Obama vuole spendere 209 miliardi di dollari in progetti di energia rinnovabile come questi nell’arco dei prossimi 10 anni, ma esiste un enorme ostacolo all’affermazione dell’energia rinnovabile nel mercato nazionale: Cosa succede quando il sole non splende e il vento non soffia?
Due scienziati del Massachusetts Institute of Technology stanno sperimentando
approcci innovativi all’immagazzinamento dell’energia.

DON SADOWAY, dal Massachusetts Institute of Technology: Esattamente sopra di noi si trova il Radiation Laboratory dove fu sperimentato per la prima volta il radar.
TOM BEARDEN: Il Professor Donald Sadoway è solito scherzare riguardo il lungo e buio corridoio che conduce al suo laboratorio batterie sotterraneo. Dice che le bioscienze ricevono spazi migliori perché attualmente sono considerate più attraenti.
DON SADOWAY: è interessante come l’elettrodo in cima abbia una curvatura superiore rispetto a quelli sottostanti.
TOM BEARDEN: Ma Sadoway ed il suo gruppo ritengono che il loro operato possa essere di pari importanza.
DON SADOWAY: Questa è la chiave per abilitare le energie rinnovabili. Il grande problema dell’energia solare ed eolica sta nell’immagazzinamento dell’energia prodotta. Non ci si può semplicemente recare in un negozio di accessori auto, acquistare delle batterie e disseminarle in un campo. È necessaria una grande capacità di immagazzinamento ad alta densità di energia, pertanto la chiave di queste risorse rinnovabili sta nelle batterie.
TOM BEARDEN: La ricerca di Sadoway è incentrata sui materiali che compongono una batteria e su come massimizzare le capacità di immagazzinamento dell’elettricità. Tutte le batterie si costituiscono di un anodo, attraverso il quale entra l’energia, ed un catodo, solitamente metallico, da cui l’energia fuoriesce. Entrambi sono immersi in un liquido elettrolito, qualcosa che conduce l’elettricità.
Da quando Alessandro Volta inventò la batteria nel 1800, gli scienziati si sono adoperati nella sperimentazione di materiali diversi. La maggior parte di noi ha sentito parlare di questi ingredienti perché spesso le batterie di oggi vengono descritte in base a ciò che le compongono: ioni di litio, nickel cadmio, piombo.
Ma il team di Sadoway sta tentando qualcosa di completamente nuovo. Stanno sperimentando batterie contenenti metalli liquidi riscaldati ad alte temperature.
DON SADOWAY: Dunque, questa è una batteria concepita per lo stoccaggio di energia su larga scala. Stiamo parlando di livelli estremamente elevati e complessi di reti elettrice, un elemento altresì importante per l’energia solare ed eolica.
Si tratta di un design molto, molto diverso. Consiste di tre strati liquidi, da cui il nome batteria liquida. Non vi sono solidi, eccezion fatta, ovviamente, per l’involucro. Ma abbiamo un sale liquido posto tra due strati di metallo liquido che svolgono la funzione di elettrodi separati.
E si mantengono separati, come l’insalata, l’olio e l’aceto, perché quando si immagazzina energia nella rete non solo è necessario essere in grado di immagazzinare molta energia, ma anche regolarizzarla e restituirla ad una velocità estremamente elevata. Abbiamo pertanto bisogno di un equilibrio nel rapporto tra megawatt ora immagazzinati e megawatt ora rilasciati.
TOM BEARDEN: Questo è un semplice strumento di collaudo. Sadoway immagina batterie a metallo liquido delle dimensioni di sottostazioni elettriche che immagazzinano quotidianamente megawatt di energia generata dai pannelli solari di giorno o dalle centrali eoliche. Sadoway sta anche lavorando a batterie più piccole per applicazioni più semplici e comuni, come questo design sottile e semplice che, a differenza degli altri, non contiene alcun liquido.
DON SADOWAY: Potete intravederne i vantaggi nelle applicazioni biomediche, laddove questa batteria non perderebbe liquidi qualora venisse perforata. Oppure si potrebbe usare negli orologi da polso, dove per cambiare la batteria sarebbe sufficiente cambiare il laccio.
Si aprono così nuove possibilità di design, tessuti impregnanti, tendaggi fotovoltaici in cui una batteria flessibile possa efficacemente immagazzinare l’energia solare raccolta dai tendaggi per poi rilasciarla la sera. E questo non è possibile se si fa uso delle classiche batterie cilindriche che sarebbero capaci di romperti un piede a farle cadere.

L’economia dell’idrogeno

TOM BEARDEN: A distanza di una breve salita in ascensore ed un corridoio, un altro gruppo MIT sta sperimentando sistemi per rendere l’energia solare più pratica.
DANIELK NOCERA, MIT: Il voltaggio può vacillare facilmente, giusto?
TOM BEARDEN: Il Professor Daniel Nocera ed i suoi assistenti hanno intrapreso una strada differente. Questo piccolo esperimento di laboratorio separa l’acqua nelle sue due componenti, idrogeno ed ossigeno. Non vi è nulla di nuovo in questo. Si chiama elettrolisi, e la maggior parte di noi l’ha appresa a scuola durante le lezioni di chimica.
Esattamente come nelle batterie, l’elettrolisi fa uso di un anodo ed un catodo immersi nell’acqua. Fateci scorrere l’elettricità ed otterrete idrogeno ed ossigeno. È però necessaria molta elettricità affinché ciò avvenga. Nocera ha escogitato un modo per ridurre la quantità di energia necessaria facendo uso di un catalizzatore immerso nell’acqua, il fosfato di cobalto. Questo elemento riduce quasi della metà l’energia necessaria.
DANIEL NOCERA: Sarebbe così possibile avere il proprio fotovoltaico, attraverso il quale alimentare la propria casa. Se poi prendessimo una porzione di quell’energia e la immettessimo nel catalizzatore, questo separerebbe l’acqua in idrogeno ed ossigeno. Questi verrebbero immagazzinati in delle cisterne , simili a quelle per il propano. E così la notte, una volta calato il sole, si disporrebbe di qualcosa in più.
TOM BEARDEN: Secondo Nocera sarebbe possibile utilizzare l’idrogeno in una fuel cell. Una fuel cell di grandi dimensioni potrebbe alimentare una abitazione. Una più piccola potrebbe essere utilizzata per alimentare una vettura. I sostenitori fanno riferimento alla produzione su larga scala e all’utilizzo dell’idrogeno come combustibile come economia dell’idrogeno.
DANIEL NOCERA: Credo che questo tipo di esperimento costituisca un enorme passo avanti per l’economia dell’idrogeno. Perchè dico questo? Perchè la fonte dell’idrogeno è l’acqua. E quando usi idrogeno ed ossigeno, questi si ricombinano, ridando acqua, rendendo questo un ciclo chiuso.
TOM BEARDEN: Questo risolverebbe oltretutto il problema fondamentale dell’economia dell’idrogeno: lo stoccaggio ed il trasporto.
DANIEL NOCERA: Questo tipo di esperimento risolverebbe in sostanza questo problema, in quanto l’idrogeno verrebbe prodotto localmente. Non è necessario recarsi presso una stazione di rifornimento a idrogeno: Non è necessaria una rete di condotti per l’idrogeno. Lo produci in casa tua e così puoi alimentare personalmente la tua casa e la tua automobile. Per questo ritengo che questo tipo di esperimento, questo tipo di scoperta e questa idea di energia personalizzata siano veramente ciò che può abilitare l’economia dell’idrogeno.
TOM BEARDEN: Ma sia Sadoway che Nocera sono lesti nell’avvertire che vi è ancora molto lavoro da fare per verificare se alcuna di queste idee abbia effettivamente una validità commerciale.