Uno scarto, anche uno scarto alimentare, potrebbe diventare un materiale nuovo. Per esempio, i gusci di gamberi e granchi. Nel tempo questi sono stati utilizzati per moltissime ricerche: si va dal cemento allo sviluppo di bioplastica, fino all’estrazione di materie prime e cerotti. Più di recente alcuni ricercatori hanno trasformato gli scarti dei gusci di granchi e gamberi in un fluido per batterie dalla durata superiore rispetto alle alternative convenzionali.
Al momento è solo uno studio, ma dimostra che, per quanto possa sembrare strano, ogni scarto può trasformarsi in una nuova risorsa. In questo caso viene valorizzato il materiale che costituisce i gusci di gamberi, granchi e aragoste: la chitina.
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Come si trasforma un guscio in un liquido per batterie?
Non dobbiamo pensare al guscio in sé, ma alla sostanza della quale è composto. Si chiama chitina e trattandola si ottiene il chitosano, una versione morbida e lavorabile. La fonte più abbondante di chitosano sono proprio gli esoscheletri dei crostacei, che vengono prodotti in grandi quantità dall’industria ittica come scarti.
Questa materia prima non deve essere estratta: è un sottoprodotto che gettiamo via, ma dal quale si può ricavare il chitosano. Questo può essere trasformato in un gel con la funzione di elettrolita, ovvero l’elemento che permette alla carica di spostarsi tra i due poli della batteria.
Come funziona?
Lo studio ha testato il fluido in una batteria zinco-metallo. Lo zinco ha un problema ben noto: durante i cicli di ricarica e scarica, il metallo tende a formare depositi irregolari chiamati dendriti e a generare altre reazioni collaterali. Se non controllati, questi fenomeni possono provocare un cortocircuito nella cella.
Per questo motivo le batterie di questo tipo faticano ad entrare sul mercato. Partendo da questa criticità, il team di ricercatori ha utilizzato il gel prodotto dallo scarto di granchi, gamberi e aragoste per verificarne la funzionalità. Si è scoperto che questo gel favorisce una deposizione più uniforme dello zinco, anziché in punte frastagliate, mantenendo stabile l’anodo nel tempo. In altre parole, diminuisce il rischio di cortocircuito.
I risultati dello studio
Gli studi spesso possono sembrare qualcosa di lontano dal concreto e dal reale, difficile da applicare. Ma in molti casi ci sono numeri e dati che certificano il funzionamento della scoperta. Questo è uno di quei casi. Infatti, dallo studio emerge che l’anodo di zinco ha funzionato per almeno 1.000 cicli mantenendo un’efficienza coulombica del 99,7%.
In pratica, le reazioni collaterali sono minime e la cella funziona a lungo. Perché ci interessa questo risultato? Lo zinco è più abbondante rispetto al litio e, in generale, questo genere di batterie è più economico da sviluppare.
Certo, al momento si parla di un prototipo e non si conoscono i dati su grande scala, a differenza delle batterie al litio. Ma è un’alternativa e soprattutto è un modo per riutilizzare uno scarto.
È applicabile alla realtà?
Si parla di una batteria biodegradabile, anche se non completamente. Il team di ricercatori ammette: “In futuro, spero che tutti i componenti delle batterie siano biodegradabili. Non solo il materiale stesso, ma anche il processo di fabbricazione dei biomateriali”.
Restano dei dubbi ai quali risponderanno nuove ricerche, come la fattibilità dell’utilizzo di batterie allo zinco per lo stoccaggio su larga scala nelle reti elettriche. Altri esperti ritengono che i ritmi di carica e scarica non ultra-rapidi delle batterie allo zinco non saranno d’aiuto per il settore dello stoccaggio energetico, che è proprio ciò di cui il comparto delle rinnovabili ha più bisogno.