Una molecola organica utilizzata nei coloranti e negli antibiotici può essere la chiave per ottenere meno costi, batterie a flusso redox più efficienti. Gli scienziati del Pacific Northwest National Laboratory del Department of Energy hanno sviluppato un sistema altamente reversibile, materiale solubile in acqua a base di fenazina. Il composto potrebbe servire come alternativa al vanadio, che viene utilizzato nelle batterie su scala di rete per immagazzinare elettricità.

I ricercatori del PNNL hanno sviluppato il materiale nel tentativo di ridurre il costo delle batterie a flusso redox. Attualmente, molte batterie commerciali redox flow utilizzano un elettrolita a base di vanadio. Il vanadio è utilizzato principalmente nella produzione di acciaio e come materiali di base, i suoi costi possono variare in base alla domanda e all'offerta. Per superare questi vincoli di costo, Gli scienziati del PNNL hanno sviluppato un nuovo materiale a base di fenazina come alternativa al vanadio come descritto in Energia della natura .

"Questo è un importante sviluppo per le batterie a flusso organico, " disse Imre Gyuk, Direttore dell'Energy Storage presso l'Office of Electricity del DOE che ha supportato questo lavoro al PNNL. "C'è molto interesse intorno al potenziale di idrosolubili, materiali redox organici in alternativa alle batterie a base di vanadio. Però, il problema è far sì che i materiali si dissolvano effettivamente in acqua e mantengano le proprietà elettrochimiche desiderate".

Il gruppo di ricerca del PNNL, guidato dal capo scienziato Wei Wang, sapeva che la fenazina, un composto naturale, possiede le necessarie reazioni di ossidoriduzione; ma, non era solubile in acqua. Così, I ricercatori del PNNL hanno sviluppato un metodo per modificare chimicamente la fenazina, producendo un derivato idrosolubile che ne ottimizza anche le proprietà redox. Quando disciolto nella soluzione elettrolitica, il team ha scoperto che il 90 percento della fenazina disciolta è disponibile per trasportare energia.

Secondo Wang, la modifica della fenazina è semplice e scalabile. Sebbene il team debba ancora condurre un'analisi dei costi, le sostanze chimiche precursori della fenazina sono facilmente disponibili e poco costose.

"I risultati sono promettenti, " ha detto Wang. "Non abbiamo solo sviluppato una valida alternativa al vanadio, abbiamo sviluppato una struttura strutturata, approccio di screening virtuale che ci aiuterà a identificare nuovi materiali promettenti".

PNNL continuerà a testare un anolita a base di fenazina (elettrolita negativo) e prevede di sviluppare un catolita corrispondente (elettrolita positivo). Combinato, le soluzioni potrebbero portare a un nuovo tipo di batteria a flusso redox.