Noon Energy: dalla Nasa le batterie carbonio-ossigeno

Batterie carbonio-ossigeno: è una tecnologia di stoccaggio di energia rivoluzionaria, a basso costo e con una densità energetica tre volte superiore a quella agli ioni di litio.

Noon Energy è una startup di batterie co-fondata da Chris Graves, un ex ingegnere della NASA  coinvolto nella ricerca su come estrarre l’ossigeno dall’anidride carbonica su Marte nell’ambito del programma Perseverance Mars rover della NASA. Graves collaborò alla progettazione di MOXIE, il dispositivo studiato per estrarre ossigeno dall’anidride carbonica (CO2). Intuì allora che il processo poteva essere ottimizzato per immagazzinare energia pulita a un prezzi molto bassi e per periodi di tempo più lunghi (fino a 100 ore) di quanto sia possibile con le odierne batterie agli ioni di litio, secondo ciò che scrive Canary Media .

Uscito dalla Nasa ha creato un team di una decina di ricercatori che ha sviluppato un prototipo di laboratorio in grado di funzionare molto meglio delle batterie agli ioni di litio con una densità di energia tre volte superiore. Tale risultato dà all’azienda la certezza che la tecnologia di base funzionerà su larga scala per fornire un accumulo di energia affidabile per la rete elettrica.

Triplica la densità di energia, crolla il costo

Il prossimo grande obiettivo dell’azienda è costruire progetti dimostrativi per testare la tecnologia sul campo. Utilizzando i nuovi fondi appena raccolti , Graves vuole triplicare l’organico assumendo ingegneri, professionisti dello sviluppo aziendale, sviluppatori di prodotti e personale delle risorse umane. L’obiettivo è completare lo sviluppo entro il 2024.

L’ accumulo di energia plurigiornaliera è una mercato che non esiste ancora, ma che diventerà cruciale nelle reti elettriche del futuro basate su fonti intermittenti e non programmabili come quelle rinnovabili. Sarà infatti necessario raccogliere e stoccare vere e proprie raffiche di produzione da utilizzare nei picchi di domanda o in periodi prolungati di carenza di sole e di vento.

La tecnologia di Noon Energy fornirà una quantità utile di capacità a prezzi accessibili per giorni e giorni senza rimanere senza energia, cosa che le odierne batterie agli ioni di litio non sono in grado di assicurare.

La grande corsa all’accumulo di rete: c’è tanta Italia

La tecnologia di Noon Energy si confronta con altre, tipo la batteria ferro-aria sviluppata da Form Energy, creata dall’ex dirigente dello storage Tesla Mateo Jaramillo . Form ha raccolto 650 milioni di dollari negli ultimi due anni e ora sta costruendo una fabbrica nella città siderurgica di Weirton, nel West Virginia. Altro concorrente è l’italiana Energy Dome che si basa sulla compressione e la decompressione dell’anidride carbonica. Infine sull’accumulo di lunga durata si cimentano anche le cosiddette “batterie a flusso” come quelle che sta sviluppando, sempre in Italia Green Energy Storage.

Ecco come funzionano le batterie carbonio-ossigeno

Le batterie carbonio-ossigeno di Noon partono dall’anidride carbonica (CO2), che viene poi scissa utilizzando l’elettricità nei suoi componenti: carbonio e ossigeno. Per scaricare inverte il funzionamento, ossidando il carbonio solido pulverulento. Ogni batteria è costituita da due serbatoi di gas pressurizzati, regolatori di pressione, compressori e una cella elettrolizzatrice di ossido solido. Per caricarla, viene applicata una tensione alla cella a combustibile, che divide l’anidride carbonica in monossido di carbonio ed ossigeno. Questa miscela viene immagazzinata nel secondo serbatoio. Per scaricare la batteria, la miscela di gas fluisce nella cella, ricombinandosi per produrre anidride carbonica e generare elettricità.

I principi attivi sono così economici che Noon paga di più per i serbatoi per immagazzinarli che per i materiali stessi, dice Graves.

Un futuro nei trasporti? Navigazione e autotrasporto

Le batterie carbonio-ossigeno di Noon Energy hanno due attributi che pochi concorrenti possono rivendicare: alta densità energetica ed elevata efficienza di carica e scarica. Le tecnologie di stoccaggio a lunga durata sono generalmente meno dense di energia rispetto alle batterie agli ioni di litio e richiedono molto spazio, il che le rende inadatte all’alimentazione dei veicoli. Graves afferma che la sua tecnologia di stoccaggio a base di carbonio un giorno potrebbe alimentare anche trasporti marittimi puliti o autotrasporti a lunga distanza, due applicazioni in cui anche le batterie agli ioni di litio non hanno una densità energetica sufficiente. Noon Energy sostiene di avere “quasi i livelli degli ioni di litio” di efficienza di andata e ritorno pur con una densità energetica tre volte superiore.

Il confronto “impossibile” con le batterie Tesla

Il sito Futuroprossimo si è esercitato in un paragone “impossibile” tra le batterie Tesla e le batterie carbonio-ossigeno di Noon. Con questi risultati: una cella Panasonic 21700 usata da Tesla per la sua Model 3 LR costa circa 137 euro per kWh e ha una densità energetica di 247 Wh/L. La batteria carbonio-ossigeno di Noon costa 13,70 euro  per kWh e ha una densità energetica di 740 Wh/L. In due parole: è il 90% più economica e con una densità energetica tre volte superiore. La sua capacità passerebbe da 82 kWh a 247 kWh, triplicando l’autonomia. Il costo scenderebbe da circa 12.382 dollari a 3.729,70 dollari. L’auto costerebbe così quasi 9.000 euro in meno, con un’autonomia di oltre 1.500 chilometri.

Siamo ovviamente nella pura teoria perchè gli ingombre sarebbero incompatibili con il desogn di un’auto, i tempi di ricarica sarebbero molto più lunghi e la durata di queste batterie è ancora un’incognita.

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