Il gruppo di ricerca sullo stato solido e sui materiali ha escogitato un condensatore ionico al litio usando elettrodi prodotti da particelle di legno che vengono scartati come rifiuti in segherie. Questa biomassa è molto facilmente disponibile in tutto il paese basco e sono stati utilizzati processi sostenibili ed economici per produrre elettrodi. I risultati rivelano che i materiali derivati dalla biomassa hanno proprietà eccellenti per ottenere sistemi eco-adatti ed economici progettati per archiviare energia ad alta potenza.
Nella ricerca di soluzioni energetiche sostenibili in grado di soddisfare le esigenze energetiche della società moderna, i sistemi di accumulo di energia svolgono un ruolo estremamente importante; In effetti, “Nel campo delle energie rinnovabili non possiamo controllare il vento, il calore, la luce, ecc. Che la natura ci offre. E la domanda di energia a volte non coincide con l’approvvigionamento energetico; quindi le risorse devono essere sviluppate per conservare quella energia prodotta da sistemi rinnovabili”, ha spiegato Eider Goikolea, ricercatore dello stato solido e del gruppo di ricerca sui materiali.
I materiali per la prossima generazione di tecnologie elettrochimiche di accumulo di energia sono in fase di sviluppo dai membri del gruppo di ricerca Eider Goikolea e Idoia Ruiz de Larramendi (docenti UPV/EHU). “Sviluppiamo nuovi materiali che possono essere utilizzati per conservare l’energia. In questo caso, per creare elettrodi abbiamo preparato il carbonio dalle particelle di legno dei pini di Insignis che sono tutti intorno a noi e sono usati nei seminari di carpenteria. Alla fine della giornata, questa segatta non è usata per nulla e ha un contenuto molto elevato di carbonio”, ha affermato Idoia Ruiz de Larramendi.
Sistema ibrido
Le batterie e i supercondensatori vengono utilizzati, tra le altre cose, per immagazzinare energia. I supercondensatori sono in grado di immagazzinare meno energia rispetto alle batterie, ma sono in grado di fornire una maggiore quantità di energia in un determinato momento. “I supercondensatori non sono adatti per fornire un sistema con energia per un lungo periodo; a differenza delle batterie, vengono utilizzati se vogliamo una grande quantità di energia in un breve periodo di tempo”, ha spiegato Goikolea.
In questa ricerca è stato sviluppato un dispositivo ionico ibrido. “Ciò offre i vantaggi di entrambi i sistemi: l’energia ad alta potenza può essere immagazzinata (come nelle batterie), può funzionare a livelli ad alta potenza ed è in grado di resistere a molti cicli di carica di carica (come i supercondensatori)”, ha detto. Quindi un elettrodo di tipo batteria e un elettrodo di tipo supercondensatore sono stati combinati all’interno dello stesso dispositivo.
Diversi tipi di carbonio sono stati usati per produrre questi elettrodi. “Il carbonio è un termine molto generale, ma ci sono molti tipi diversi. Non tutta la biomassa fornisce il carbonio giusto per questa applicazione, ma abbiamo dimostrato che i risultati molto soddisfacenti possono essere ottenuti dalla biomassa del pino Insigis”, ha aggiunto Ruiz de Larramendi. Uno degli elettrodi era realizzato in carbonio duro e l’altro era realizzato in carbonio attivo. Inoltre, è stata collegata una grande importanza nella ricerca all’uso di processi efficienti in termini di costi e sostenibili per la produzione degli elettrodi: “Il processo per produrre gli elettrodi era efficiente dal punto di vista energetico. Le temperature di sintesi non hanno superato i 700 ° C”, sono stati usati additivi economici.
Questo lavoro mostra che sono stati ottenuti ottimi risultati anche con l’uso della biomassa locale; “Costituisce un’alternativa sostenibile economica e sostenibile per migliorare i condensatori convenzionali agli ioni di litio. I materiali originati dalla biomassa offrono grandi opportunità per lo sviluppo di sistemi di stoccaggio di energia ad alta potenza eco-convenienti. È importante promuovere questa linea di ricerca”, ha spiegato i ricercatori UPV/Ehu.
Eider Goikolea e Idoia Ruiz de Larramendi Lezione presso la Facoltà di Scienze e Tecnologia di EHU/EHU sui corsi di laurea in chimica e ingegneria chimica e sul master sui nuovi materiali.
I ricercatori hanno condotto questo lavoro attraverso vari progetti: il progetto IT1546-22 promosso dal governo basco; il progetto PID2023-151153OB-I00 finanziato dal MICIU/AEI/10.13039/501100011033/Feder e dall’Unione europea; e il progetto TED2021-131517B-C21 con finanziamenti da MCIN/AEI/10.13039/501100011033 e “European Union Generationeu/PRTR.
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