Maggio 22, 2024

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I vulcani custodiscono un segreto che consente l’emergere di batterie rivoluzionarie

I vulcani custodiscono un segreto che consente l’emergere di batterie rivoluzionarie

I ricercatori dell’Università di Barcellona hanno fatto una scoperta rivoluzionaria utilizzando la cenere vulcanica come metodo di stoccaggio dell’energia per le energie rinnovabili.

Questo progresso potrebbe cambiare il nostro approccio allo stoccaggio dell’energia solare e segnare un importante punto di svolta verso un’economia energetica sostenibile.

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Le sfide dello stoccaggio dell’energia solare

Gli impianti di energia solare concentrata (CSP) utilizzano campi di specchi per concentrare l’energia del sole in un unico punto e generare grandi quantità di calore. Questo calore viene poi utilizzato per produrre elettricità. Tuttavia, immagazzinare questo calore in eccesso rappresenta una sfida importante. Attualmente, le centrali solari a concentrazione utilizzano sali fusi per immagazzinare questa energia, ma questi sali sono altamente corrosivi e danneggiano i tubi e i serbatoi in cui sono immagazzinati.

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Tabella 1: Confronto dei metodi di stoccaggio dell’energia

Metodo di archiviazione benefici contro
Sali fusi Elevata capacità di accumulo del calore Elevata usura, alti costi di manutenzione
Cenere vulcanica Non corrosivo, a basso costo Bassa capacità di accumulo di calore

Opportunità inaspettata nella cenere vulcanica

Nel 2021, un’eruzione vulcanica a La Palma, nelle Isole Canarie, ha lasciato dietro di sé 200 milioni di metri cubi di roccia e cenere. I ricercatori dell’Università di Barcellona hanno visto che questa massa di rifiuti rappresenta un’opportunità unica per esplorare il potenziale delle ceneri vulcaniche come soluzione per lo stoccaggio di energia.

Elenco dei vantaggi della cenere vulcanica:

  1. Ridurre i costi utilizzando materiali di scarto.
  2. Non corrosivo, che riduce i costi di manutenzione.
  3. Buona conduttività termica e capacità termica.
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Il problema dei sali fusi

A differenza dei parchi solari, che utilizzano l’energia solare per generare direttamente elettricità, gli impianti solari a concentrazione generano calore che viene poi convertito in elettricità. Quando la produzione di calore è eccessiva, gli impianti solari a concentrazione immagazzinano questo calore in serbatoi di sale fuso. Tuttavia, questi sali sono altamente corrosivi e provocano danni significativi alle infrastrutture.

Tabella 2: Effetto della corrosione dei sali fusi

incidente Costo di riparazione Impatto sulla produzione
Un viaggio in Marocco 47 milioni di dollari Chiusura temporanea degli stabilimenti fino a novembre

Come può aiutare la cenere vulcanica?

I ricercatori dell’Università di Barcellona suggeriscono di mescolare la cenere vulcanica con sali fusi per ridurre la corrosione e impedire ai sali di solidificarsi a basse temperature. Nei loro esperimenti, hanno trasformato la cenere in pellet e li hanno riscaldati e raffreddati più di mille volte a temperature comprese tra 250 e 750 gradi Celsius.

Elenco delle proprietà della cenere vulcanica testate:

  • Conduttività termica
  • Capacità termica
  • Resistenza all’ossidazione

I risultati hanno mostrato che la cenere vulcanica ha un’eccellente conduttività termica e un’elevata capacità termica, pur rimanendo appena ossidata dopo diversi cicli.

Risultati promettenti e future applicazioni

Nei test, la cenere vulcanica ha mostrato capacità di immagazzinamento di energia simili ai sali fusi. Sebbene la cenere non sia efficiente nell’immagazzinare il calore, fornisce un’alternativa meno costosa e meno corrosiva, prolungando così la vita delle apparecchiature CSP.

Tabella 3: Prestazioni delle ceneri vulcaniche rispetto ai sali fusi

Proprietà Cenere vulcanica Sali fusi
Conduttività termica eccellente Molto bene
Capacità termica alto molto alto
Corrosione Debole alto
Costa Debole Lo studente
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Verso un futuro energetico sostenibile

I ricercatori sono ottimisti riguardo alla capacità delle ceneri vulcaniche di contribuire alla neutralizzazione del carbonio. Suggeriscono che altri materiali come mattoni, sabbia e cemento potrebbero essere utilizzati per immagazzinare l’energia solare. Questa scoperta arriva in un momento critico, poiché i paesi del G7 cercano di aumentare la capacità di stoccaggio dell’energia rinnovabile a 1.500 gigawatt entro la fine del decennio, sei volte la capacità attuale.

Obiettivi futuri per le energie rinnovabili:

  1. Aumento della capacità di accumulo a 1.500 gigawatt.
  2. Ridurre la dipendenza dai combustibili fossili.
  3. Utilizzare materiali abbondanti e poco costosi per immagazzinare energia.

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Questo articolo esplora la recente scoperta fatta dai ricercatori dell’Università di Barcellona riguardo all’uso della cenere vulcanica per immagazzinare energia solare. Il trattamento delle ceneri per migliorare la conduttività termica e la capacità termica apre nuovi orizzonti per le centrali solari a concentrazione. Questa innovazione può svolgere un ruolo chiave nella transizione verso un’economia energetica sostenibile, riducendo la dipendenza dai combustibili fossili e consentendo un uso più efficiente delle risorse naturali.

fonte : Scienza diretta