Un’azienda di Cambridge sta sviluppando batterie economiche capaci di immagazzinare energia generata da turbine eoliche e pannelli solari.
di Kevin Bullis
Il laboratorio presso il piccolo seminterrato che fa da quartier generale della Liquid Metal Battery a Cambridge somiglia più a un’officina meccanica che a un laboratorio high-tech di quelli che ci si aspetterebbe da una spin-off del MIT.Al poso delle camere a vuoto con tanto di guanti da operazione si trovano una grossa sega a nastro, un trapano a torre e una semplice postazione per le saldature. In un altro angolo si trova un normale forno, di quelli che troveremmo in uno studio di ceramica.
Sebbene la tecnologia dell’azienda si basi sulla chimica avanzata, le sue batterie paiono rudimentali: spessi cilindri in acciaio riempiti dai ricercatori di polveri raccolte da grandi secchi e barili.La semplicità è però parte del design. Il traguardo dell’azienda è quello di realizzare batterie talmente semplici da poter accumulare economicamente l’energia eolica prodotta da una centrale di notte, quando il vento soffia ma la domanda di elettricità è bassa, cosi da poterla adoperare nei momenti di picco durante il giorno.
Nella fase iniziale l’azienda ha raccolto milioni di Dollari da parte di Bill Gates, dell’azienda petrolifera francese Total e della Advanced Research Projects Agency for Energy degli Stati Uniti.Fondata nel 2010, sebbene in realtà sia divenuta operativa solo lo scorso autunno dopo essere cresciuta da sette a diciassette dipendenti, la Liquid Metal è una delle tante nuove aziende che sperano di imparare dalle sfide affrontate da un’ondata precedente di startup delle energie rinnovabili.
Le aziende per le energie rinnovabili hanno faticato in parte perché le tecnologie attualmente in uso – quali le centrali a combustibili fossili, le automobili a benzina e persino le convenzionali celle solari – sono cosi economiche, e in parte perché le imprese tendono a favorire tecnologie affermate.
Alcune delle prime startup di batterie si erano concentrate su un promettente materiale per elettrodi scoperto in un laboratorio, per scoprire alla fine che la sua produzione azzerava i vantaggi economici che tanto aveva promesso. Il nuovo gruppo di startup, che include una spin-off della A123 Systems chiamata 24 M e un’altra di nome Aquion, stanno esaminando attentamente i costi di produzione sin dall’inizio.
La Liqiud Metal ha inoltre identificato alcuni mercati che le permetterebbero di sostenere costi elevati fino a che una produzione su larga scala delle proprie batterie non le renderà ancora più economiche.L’azienda prende il nome dalle polveri che i suoi ricercatori adoperano nelle batterie, che quali vengono riscaldate fino a raggiungere lo stato liquido, momento in cui si segregano in tre strati, quello degli elettrodi positivi, quello degli elettrodi negativi, e quello dell’elettrolita che li separa
Una volta diventati liquidi, questi materiali sono estremamente conduttivi, per cui le batterie possono essere caricate e scaricate rapidamente, raccogliendo e rilasciando carica in pochi millisecondi, se necessario, per aiutare a stabilizzare le fluttuazioni nell’energia che alimenta la rete elettrica.L’idea è nata da Donald Sadoway e Gerbrand Ceder, rispettivamente docente di chimica e docente di scienze dei materiali del MIT, che si chiedevano se fosse possibile invertire i processi come nel caso di quelli adoperati per la produzione dell’alluminio. Ad esempio, l’elettricità viene adoperata per produrre alluminio dall’ossido di alluminio – se fosse possibile invertire la reazione chimica si potrebbe produrre elettricità, e il sistema opererebbe come una batteria.
David Bradwell, uno studente laureato di Sadoway, ha scoperto un sistema per riottenere l’elettricità adoperata nel processo.L’azienda crede che il design delle proprie batterie possa essere applicato alle altre aziende esistenti che producono in quantità limitate, e siccome non vi è alcun bisogno di costruire nuove fabbriche, il suo costo capitale verrebbe considerevolmente ridotto. Ciononostante, fino a che le proprie batterie non saranno prodotte su larga scala il loro costo rimarrà relativamente elevato. E’ qui che entra in gioco la conoscenza del mercato. La decisione dei fondatori di realizzare batterie capaci non solo di raccogliere grandi quantità di energia a un costo ridotto, ma di rispondere in pochi millisecondi, permetterà loro di accedere a mercati proficui, dove la compensazione delle fluttuazioni nell’erogazione dell’elettricità conta sempre più per far fronte all’intermittenza dell’energia fornita da centrali eoliche e solari.
Con l’incremento della scala produttiva e la riduzione dei costi, la Liquid Metal intende entrare in mercati più grandi, quali l’acquisto di elettricità a basso costo la notte e la vendita di giorno, quando il prezzo è più alto. Grazie alla flessibilità della sua tecnologia, l’azienda può decidere come utilizzare le proprie risorse, andando a scegliere di volta in volta il mercato più proficuo.La Liquid Metal intende approfittare delle due opportunità offerte dal governo. La prima è in realtà un prodotto della deregolamentazione: il governo ha intrapreso una serie di attività per promuovere un mercato aperto per l’energia. Questo permette alle aziende di aderire come fornitore indipendente senza passare attraverso regolazioni che potrebbero tassarne i servizi. Cosi facendo, persino le piccole aziende hanno la possibilità di guadagnare denaro.
La Liquid Metal Battery potrebbe inoltre beneficiare di una sentenza da parte della Federal Energy Regulatory Commission per cui le tecnologie con tempi di risposta rapidi possono essere pagate di più per i loro servizi. Questo darebbe loro un margine sulle centrali esistenti che impiegano diversi minuti per rispondere.La Liquid Metal ha però ancora diverse sfide da superare, come ad esempio confermare che le proprie batterie sono sufficientemente longeve da risultare economicamente pratiche. Anche con il loro basso costo capitale, potrebbe dover trovare dei partner, quali la Total, per ricevere fondi ed esperienza in operazioni su larga scala.
