Batterie elettrochimiche, accumulatori voltaici

 

La prima batteria elettrica è del 1799, quando Alessandro Volta scoprì come convertire l’energia chimica in energia elettrica. Da questa prima invenzione ne seguirono altre e oggi le batterie consentono di accumulare energia elettrica prodotta da varie fonti energetiche rinnovabili, pur con molti limiti, sopratutto ecologici.

Ci sono studi e prove sulle più svariate combinazioni chimiche, alcune in fase pre-commerciale con installazioni pilota ormai in fase definitiva di collaudo. Altri sistemi sono nelle fasi iniziali di sviluppo e potranno essere installabili nel medio periodo, altri ancora sono teoricamente promettenti ma con previsioni di disponibilità commerciale nel medio lungo termine.

Il più grande sistema di accumulatori elettrochimici è di 48 MWh installato a Tokyo, e utilizza la soluzione NaS (zolfo-sodio). Altri progetti prevedono la realizzazione di impianti superiori ai 100 MWh.

I costi dichiarati sono, per alcune soluzioni stazionarie, competitivi rispetto alle altre tecniche di accumulo energetico ( +/- 0,02 € al KWh accumulato) ma la sfida maggiore è posta dall'ottenimento di sistemi che permettano un contenuto impatto ambientale nella prospettiva di poter installare diffusamente molti sistemi ad alta capacità ed efficienza.

La realizzazione di batterie a basso costo, con un rapporto peso/volume/capacità tale da permettere una buona autonomia e con materiali non eccessivamente antiecologici, permetterebbe di realizzare i sistemi di autotrazione elettrici privati lungamente annunciati ma non ancora disponibili, almeno non con delle caratteristiche tali da attirare l'attenzione di una buona parte degli automobilisti. Non mancano anche in questo settore molte interessanti prospettive che potrebbero contribuire non poco alla gestione del sistema di generazione accumulo-trasmissione dell'energia elettrica, oltre che, ovviamente, al minor inquinamento, sopratutto dei centri urbani.

 

Tipi di batterie

 

Batterie primarie (non ricaricabili)
Tipo di batteria Tensione Impiego

Zinco-carbone (ZnC)

1,5 / 4,5 / 6 / 9 volt

Batteria economica per apparecchi poco impegnativi come torce elettriche, telecomandi per televisioni, sveglie, orologi da cucina, radio portatili, lampade da cantiere.

Alcalina al manganese (AlMn)

1,5 / 4,5 / 6 volt

È il tipo di batteria più diffuso. Risponde ottimamente a un’elevata sollecitazione e a un uso continuato. È adatta a un’ampia gamma di apparecchi come sistemi audio portatili (CD, lettori di cassette), macchine fotografiche, videocamere, giochi elettronici, rasoi, telefoni cordless.

Zinco-aria (Zn-aria)

1,4 volt

Batteria speciale a elevata capacità di carica, usata ad es. negli apparecchi acustici (al posto delle batterie a bottone al mercurio).

Litio (Li)

1,5 / 3 / 6 volt

Batteria leggera dalle elevate prestazioni. È usata soprattutto in ambito fotografico, ad es. in dispositivi che necessitano di molta energia (flash, trasporto automatico della pellicola) o per flash esterni.

Ossido d’argento (AgO)

1,55 volt

Batteria a bottone dalla capacità di carica medio-alta. Viene usata ad es. per orologi, macchine fotografiche, calcolatrici tascabili, apparecchi medicali (dispositivi di iniezione di insulina per diabetici, ecc.).

 

 

Batterie secondarie (accumulatori e ricaricabili)
Tipo di batteria Tensione Impiego

Nichel-cadmio (NiCd)

1,2 volt

Batteria dall’elevata capacità di carica usata ad es. per telefoni cordless, spazzolini elettrici, utensili con accumulatore, illuminazioni d’emergenza.

Poiché il cadmio è altamente nocivo per l’ambiente, questa batteria viene sempre più sostituita da quella al nichel-idruro metallico e da quella agli ioni di litio/polimeri di litio.

Nichel-idruro metallico (NiMH)

1,2 volt

Ha la stessa gamma di impiego di quella al nichel-cadmio ma è senza metallo pesante e molto meno dannosa per l’ambiente.

Ioni di litio e polimeri di litio

3,7 volt

Batteria dalla capacità di carica e dalla densità d’energia elevate. È utilizzata ad es. per telefoni cellulari, telefoni cordless, videocamere digitali, organizer, notebook.

 

 

 

Fonte:
www.electricitystorage.org

Produttori:
www.bicycle-power.com


 Capacità di accumulo dei vari sistemi


 Densità di energia in peso e in volume


  Efficienza di restituzione dell'energia


Costo per kWh accumulato/reso (al netto del costo dell'energia in ingresso)