Gli stessi sali che solidificano il tofu potrebbero diventare la base delle batterie del futuro

Un team di ricercatori della City University of Hong Kong e della Southern University of Science and Technology di Shenzhen ha sviluppato una batteria acquosa con elettrolita a pH 7 (neutro) che nei test di laboratorio ha superato i 120.000 cicli di ricarica con perdita di capacità minima. La ricerca, pubblicata su Nature, ha già guadagnato il soprannome di "batteria al tofu" per via degli elettroliti usati: sali di magnesio e calcio, gli stessi minerali impiegati come coagulanti nella produzione del tofu.

Il principio chimico alla base

Le batterie acquose tradizionali hanno sempre sofferto di un problema di pH: gli elettroliti acidi o basici attaccano i componenti interni e ne limitano la durata. Il team di Hong Kong ha aggirato l'ostacolo tramite la sintesi polimeri organici covalenti come materiale per l'elettrodo negativo, capaci di accumulare ioni bivalenti di magnesio e calcio in ambiente neutro. La scelta di questi due elementi non è solo chimica, è anche logistica: abbondanti, non tossici e privi di rischio di combustione, permettono di costruire celle che, secondo il team stesso, possono essere smaltite direttamente nell'ambiente rispettando standard internazionali come GB 18599-2020, ISO 14001 e l'RCRA americano.

Il "tofu" nel nome è puramente figurativo: non c'è nessun derivato della soia nella cella. Il riferimento è alla salamoia usata nel processo di coagulazione del tofu, che impiega gli stessi sali minerali dell'elettrolita.

Dati tecnici

La singola cella eroga 2,2 volt con una densità energetica di 48 Wh/kg. I 120.000 cicli documentati corrispondono, teoricamente, a oltre 300 anni di utilizzo per un dispositivo caricato una volta al giorno: un dato che la maggior parte delle batterie agli ioni di litio non si avvicina nemmeno lontanamente, dato che il degrado percepibile compare tra i 500 e i 2.000 cicli. A differenza delle celle al litio, la batteria al tofu non è infiammabile, il che semplifica logistica, trasporto e stoccaggio.

Bisogna, inoltre, puntualizzare come 48 Wh/kg sia un valore sensibilmente inferiore alle batterie agli ioni di litio, che si attestano tra 150 e 250 Wh/kg. Questo scarto esclude, almeno nel breve periodo, applicazioni ad alta densità energetica come veicoli elettrici o dispositivi portatili. I ricercatori puntano invece al grid storage, ovvero all'accumulo da fonti rinnovabili intermittenti, come il solare e l'eolico, dove la longevità e l'assenza di rischio incendio contano ben più della densità energetica.

La scalabilità industriale è l'incognita principale. Il passaggio dal prototipo di laboratorio a celle di grande formato per installazioni utility-scale richiede ulteriori cicli di sviluppo e test.