Per le batterie ricaricabili aspetti come costo, durata e sicurezza sono spesso i fattori più importanti.
Occorre considerare comunque che applicazioni diverse di storage richiedono funzionalità differenti. Spesso queste funzionalità devono essere combinate fra loro, ma il sogno di una tecnologia valida per tutte le applicazioni è destinato a restare tale ancora a lungo.
Per la durata, visto che l’energy storage entrerà a far parte anche delle infrastrutture industriali, le batterie da utilizzare per queste applicazioni dovranno avere una vita maggiore rispetto a quelle per applicazioni di elettronica di consumo e automotive. Analogamente la sicurezza è un fattore determinante visto che i danni provocabili alle infrastrutture di rete elettrica sono potenzialmente molto pericolosi.
Anche se molti produttori stanno percorrendo strade più o meno futuristiche per le tecnologie da utilizzare nelle batterie per l’energy storage, nel breve e medio termine sembra che la scelta sia già stata fatta. Le batterie agli ioni di litio sono infatti l’opzione più utilizzata dai sistemi attuali e, a seconda dei materiali utilizzati, rispondono in maniera soddisfacente alle esigenze in termini di durata e sicurezza. Questa tecnologia inoltre è già matura e può essere adattata a diverse necessità. Il costo, vero ostacolo alla diffusione dell’energy storage, è in costante discesa, circa il 10% all’anno. Questi elementi, e le prospettive di discesa dei prezzi, rendono quindi le batterie agli ioni di litio le candidate migliori per i sistemi di energy storage nell’immediato futuro e a medio termine.
Lo sviluppo tecnologico delle batterie ricaricabili comunque sarò pilotato verosimilmente dall’aumento della penetrazione dei veicoli elettrici che spingerà verso il basso i costi di produzione di questo tipo di componenti con le relative ripercussioni anche per i componenti per i sistemi di energy storage. Un esempio interessante in termini di prodotti è il recente annuncio da parte di Tesla di PowerWall, un sistema di accumulo per applicazioni residenziali basato su batterie ricaricabili agli ioni di litio. La versione da 10 kWh di queste batterie è destinata a applicazioni di backup e costa 3.500 USD, mentre quella da 7 kWh per un ciclo operativo quotidiano costa 3.000 USD.
L’adozione in tempi brevi di batterie agli ioni di litio per applicazioni di energy storage permetterà alle nuove tecnologie di entrare progressivamente sul mercato e iniziare il processo di riduzione dei costi, ma si parla comunque di periodi di tempo relativamente lunghi.
In termini di ricerca, le possibili evoluzioni sono molteplici, tra le più interessanti, lo sviluppo di nuove celle capaci di accumulare l’energia intrinseca dei raggi luminosi. Si tratta di prototipi messi a punto da un team di ricercatori della University of Texas, ad Arlington e prevede l’adozione di componenti fotoelettrochimici.
Il dispositivo si propone come possibile sostituto delle celle convenzionali e può rendere disponibile l’energia catturata cedendola lentamente, anche nel corso della notte.
La tecnologia adottata sfrutta device PEC in grado di convertire l’energia elettrica in energia chimica. Per garantire un lento rilascio delle particelle catturate si è scelto di integrare un fotoelettrodo appositamente progettato e realizzato in triossido di tungsteno e biossido di titanio. Il risultato finale è la capacità di conservare gli elettroni per lunghi periodi di tempo.
Secondo gli studiosi, l’attuale stato di sviluppo è particolarmente promettente e potrebbe radicalmente cambiare il modo in cui viene accumulata l’energia prodotta tramite fotovoltaico. Sarebbe infatti possibile stoccare l’energia in eccesso, immagazzinandola in modo efficienti, per un impiego “on demand”, particolarmente versatile e facile da integrare con il concetto di smart grid e smart city.