La Northwestern University potrebbe aver trovato in questa molecola un'alternativa ai metalli rari più sostenibile eticamente e socialmente
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Gli scienziati hanno scoperto un nuovo modo per convertire materiali di scarto in componenti utili per la costruzione di batterie.
L'ossido di trifenilfosfina (TPPO) è uno scarto di lavorazione di prodotti come le compresse di vitamine che si trovano in farmacia. Gli scienziati della Northwestern University negli Stati Uniti hanno scoperto un processo per renderlo un agente in grado di immagazzinare energia. Una soluzione che renderebbe non indispensabili i metalli rari, in alcune situazioni.
Le batterie al litio che usiamo oggi immagazzinano l'energia negli elettrodi. Le batterie redox producibili col TTPO causano una reazione di ossidoriduzione che pompa l'energia avanti e indietro tra gli elettroliti in cui viene immagazzinata.
Non hanno l'efficienza per immagazzinare energia di altri tipi di batterie, e sono troppo ingombranti per essere utilizzate nelle automobili o negli smartphone. Ma potrebbero essere degli ottimi mezzi per accumulare energia all'interno della rete elettrica. Un sistema molto utile come strategia di attenuazione di cali e picchi di fornitura di energia da fonti rinnovabili (come l'eolico e il solare).
"Non solo questo sistema ci garantisce l'uso di una molecola organica, ma permette anche di avere un'elevata densità energetica - vicina a quella dei metalli che usiamo oggi- e un'elevata stabilità", spiega Emily Mahoney, dottoranda e prima autrice dell'articolo.
"Queste due caratteristiche sono difficili da ottenere nello stesso materiale. Per noi è emozionante che ottenere un risultato simile da una molecola che deriva pur sempre dai rifiuti".
Trasformare i rifiuti industriali in un tesoro
Con l'elettrificazione, cresce il fabbisogno di batterie. E col fabbisogno di batterie cresce anche la sete di metalli come il litio e il cobalto, necessari per produrle.
Questi metalli sono spesso reperiti attraverso un'attività mineraria intensiva e invasiva. I ricercatori affermano che, dal momento che le batterie saranno sempre più parte della nostra vita quotidiana, sarà necessario abbandonare i metalli per passare a opzioni più sostenibili.
"La ricerca sulle batterie è stata tradizionalmente dominata da ingegneri e scienziati dei materiali", afferma Christian Malapit, chimico e autore principale della Northwestern.
"Ma i chimici sintetici possono dire la loro. Noi possiamo ingegnerizzare molecolarmente un prodotto organico di scarto, per trasformarlo in una molecola che accumula energia. La nostra ricerca ci mostra che ogni scarto può diventare prezioso, e che ci sono alternative più sostenibili ai materiali attualmente utilizzati per produrre batterie".
Ogni anno vengono prodotte tonnellate di ossido di trifenilfosfina, ma sono scarti che vanno smaltiti con cura. Serviranno altre ricerche, ma gli scienziati sperano che in futuro questo materiale diventi un metodo all'avanguardia per immagazzinare energia rinnovabile.