La nuova molecola organica immagazzina il doppio dell'energia e mantiene il 99% di capacità dopo quasi 200 cicli

Un team di ricerca collaborativo dell'Università di Montréal e dell'Università Concordia ha svelato una molecola organica rivoluzionaria che potrebbe risolvere le sfide dell'intermittenza delle energie rinnovabili. Denominata "AzoBiPy" (formalmente 4,4′-idrazobis(1-metilpiridinio)), la molecola è stata progettata per essere utilizzata nelle batterie a flusso redox organico acquoso (AORFB) - un'alternativa più sicura e non infiammabile ai sistemi agli ioni di litio.

I risultati - pubblicati nel Journal of the American Chemical Society - evidenziano la capacità di AzoBiPy di subire un trasferimento reversibile di due elettroni. Mentre la maggior parte delle molecole organiche di posolita (elettrolita positivo) scambiano solo un singolo elettrone, AzoBiPy raddoppia questa capacità.

Nei test di laboratorio, la molecola ha dimostrato un'elevata capacità specifica volumetrica di 47,1 Ah/L e un'eccezionale solubilità in acqua.

La stabilità è stata a lungo il punto debole degli accumulatori organici, ma AzoBiPy ha stabilito un nuovo punto di riferimento. Durante una prova di 70 giorni che ha comportato 192 cicli di carica-scarica, la molecola ha mantenuto quasi il 99% della sua capacità iniziale, perdendo solo lo 0,02% al giorno. I ricercatori affermano che questa prestazione è quasi senza precedenti per un composto organico, suggerendo che potrebbe immagazzinare l'energia raccolta in estate per riscaldare le case durante l'inverno.

Il potenziale pratico di questa tecnologia è stato evidenziato durante una dimostrazione dal vivo nel 2024, in occasione di un evento festivo del Dipartimento. Un prototipo di batteria a flusso, utilizzando solo due cucchiai di soluzione acquosa per serbatoio, ha alimentato con successo un set di luci per l'albero di Natale per otto ore.

Dal punto di vista della rinnovabilità, mentre le batterie di flusso commerciali si basano principalmente sul vanadio, AzoBiPy è composto da elementi abbondanti come il carbonio, l'azoto e l'idrogeno. Il team sta attualmente esplorando versioni bio-based derivate dal legno e dai rifiuti alimentari. Con le domande di brevetto in corso, i ricercatori prevedono che questa classe di composti raggiungerà un'adozione su larga scala entro il prossimo decennio o giù di lì.