Nei laboratori di chimica delle batterie c'è una regola non scritta: quando una reazione secondaria indesiderata compare durante i test, si cerca di eliminarla. Al Dipartimento dell'Energia statunitense, all'Oak Ridge National Laboratory (ORNL), un gruppo di ricercatori ha fatto l'opposto: ha preso una reazione "di scarto" che produce candeggina (ipoclorito di sodio) all'interno di una batteria ad acqua salata, l'ha resa protagonista invece di sopprimerla, e ha più che raddoppiato la potenza di picco del dispositivo, portando la sua tensione a un livello comparabile con quello delle batterie agli ioni di litio. Il risultato, pubblicato dal laboratorio il 1° settembre 2026 e aggiornato il 17 settembre, riguarda una tecnologia di accumulo pensata per la rete elettrica che non usa litio, cobalto o altri materiali critici negli elettrodi.
TRL 3-4 — Ricerca sperimentale/validazione di laboratorio: la nuova chimica è stata dimostrata e misurata in cella di laboratorio, con un partner industriale già al lavoro per lo sviluppo, ma senza ancora un prototipo di sistema pronto per il campo
Impatto potenziale: alto
Il problema delle batterie ad acqua salata: una reazione troppo lenta
Le batterie ad acqua salata sono da anni uno dei candidati più promettenti per l'accumulo di energia su grande scala, proprio perché l'elettrolita di base — acqua con sale disciolto — è abbondante, economico e non infiammabile, a differenza dei solventi organici usati nelle batterie al litio. Il loro limite, finora, è stato lo stesso meccanismo che le rende sicure: molte di queste chimiche si basano su una reazione dell'ossigeno che è intrinsecamente lenta, richiede un catalizzatore, ha bisogno di un flusso costante di ossigeno e comporta una conversione da gas a liquido che aggiunge resistenza interna al sistema. Il risultato è una batteria sicura ma con una potenza erogabile limitata, poco adatta a rispondere con prontezza a un picco di domanda o a un blackout.
La scoperta: la candeggina non è un problema, è la soluzione
Il team guidato dal ricercatore Ruhul Amin, con il postdottorando Wooseok Go e il contributo di Ilias Belharouak (responsabile della sezione elettrificazione di ORNL), lavorava inizialmente per migliorare proprio quella lenta reazione dell'ossigeno. Studiando il comportamento della cella, Go si è accorto che, prima ancora che la reazione dell'ossigeno possa avviarsi, si forma spontaneamente una piccola quantità di ipoclorito di sodio — candeggina, in pratica — attraverso una reazione del cloro presente nell'acqua salata. Di norma si tratta di un effetto collaterale trascurato o considerato un disturbo. Il team ha invece deciso di chiedersi perché combatterlo, visto che quella reazione collaterale mostrava di per sé una tensione più alta di quella principale.
Aggiungendo circa il 5% in più di candeggina alla soluzione, i ricercatori hanno reso la reazione del cloro dominante rispetto a quella dell'ossigeno. Il vantaggio tecnico è netto: la reazione del cloro avviene interamente in fase liquida, senza bisogno della conversione gas-liquido né di un catalizzatore. Di conseguenza la resistenza interna della cella diminuisce e l'efficienza aumenta.
I numeri: potenza più che raddoppiata, tensione da litio-ione
Il risultato misurato dal team è un aumento della potenza di picco di oltre il doppio rispetto alla configurazione basata sulla sola reazione dell'ossigeno, con una tensione portata a un livello paragonabile a quello delle batterie agli ioni di litio. Amin ha descritto così la differenza pratica: "È come la differenza tra pestare sull'accelleratore di un'auto sportiva rispetto a una berlina" (nella formulazione originale, "It's like the difference between hitting the gas in a sports car compared to a sedan"), intendendo la capacità della batteria di erogare potenza in modo rapido e stabile proprio quando serve di più, ad esempio durante un'interruzione di corrente. Il comunicato di ORNL non fornisce invece cifre numeriche su densità energetica, costo per kWh o vita a ciclo del sistema: il risultato annunciato riguarda specificamente il raddoppio della potenza di picco e il livello di tensione raggiunto, non ancora un pacchetto completo di specifiche prestazionali.
Dal laboratorio al prodotto: il ruolo di Coulomb Technology
Il progetto è stato condotto in collaborazione con Coulomb Technology, azienda del Tennessee focalizzata principalmente sulle batterie al sodio-ione, che punta a commercializzare questa chimica ad acqua salata come complemento al proprio portafoglio di prodotti. Il fondatore e CEO Tim Vosburgh ha indicato come destinazione naturale della tecnologia l'accumulo di lunga durata per utility e per i grandi data center: "Questa batteria completerà il nostro portafoglio servendo applicazioni di utility a lunga durata o di grandi data center" (nell'originale, "This battery will round out our portfolio by serving longer-duration utility or large data center applications"). L'azienda ha affinato le chimiche direttamente nella Battery Manufacturing Facility di ORNL, un dettaglio che segnala un lavoro di messa a punto già oltre la pura scoperta scientifica, anche se non ancora a livello di dimostratore o impianto pilota. Il finanziamento della ricerca arriva dal Technology Commercialization Fund dell'Advanced Materials and Manufacturing Technology Office del Dipartimento dell'Energia statunitense, un programma pensato esplicitamente per accompagnare risultati di laboratorio verso il trasferimento industriale.
Cosa resta da dimostrare
Il lavoro resta, dichiaratamente, in una fase di ricerca. I prossimi passi indicati dal team riguardano il perfezionamento degli elettrodi — in particolare una modifica dell'elettrodo positivo per sopprimere ulteriormente la residua reazione dell'ossigeno — e lo studio di diverse composizioni del metallo dell'anodo, per ottenere vantaggi sia in termini di sicurezza che di producibilità industriale. Non è stato comunicato alcun dimostratore a scala di sistema, né tempistiche di commercializzazione: la strada dal risultato di cella di laboratorio a un prodotto installabile sul campo, per qualunque tecnologia di batteria, richiede tipicamente anni di ingegnerizzazione, test di sicurezza e scala di produzione, passaggi che qui non sono ancora stati affrontati pubblicamente.
Perché interessa il settore
L'accumulo di energia a lunga durata è uno dei nodi più discussi della transizione verso reti elettriche con quote crescenti di rinnovabili non programmabili: servono tecnologie capaci di conservare energia per ore, non solo minuti, a un costo per kWh sostenibile e senza dipendere da materiali critici come litio e cobalto, la cui catena di approvvigionamento resta concentrata in pochi paesi. Le batterie ad acqua salata rispondono in teoria a questi criteri da anni, ma la loro adozione su scala è stata frenata proprio dalla potenza limitata delle chimiche sicure basate sulla reazione dell'ossigeno. Se il principio scoperto a ORNL — usare la reazione del cloro invece di contrastarla — si confermerà scalabile con elettrodi e processi produttivi industriali, l'impatto potenziale non riguarderebbe solo le utility, ma anche un segmento di domanda che sta crescendo rapidamente come quello dei grandi data center, che richiedono sia continuità di alimentazione sia soluzioni di backup economicamente sostenibili. Amin ha inoltre indicato le applicazioni navali come un ulteriore ambito promettente, dato che le navi hanno sia necessità di accesso rapido all'energia sia abbondante disponibilità di acqua salata. Restano però da dimostrare, prima di qualunque uso reale, la stabilità della chimica nel tempo, il numero di cicli di carica e scarica sostenibili e il costo effettivo di un sistema completo, nessuno dei quali è stato ancora reso pubblico.
Il commento di PINET
Una batteria che si allontana dal litio usando materiali comuni come acqua salata e un sottoprodotto della sua stessa chimica è, sulla carta, esattamente il tipo di innovazione che interessa l'Italia e l'Europa, dove la sicurezza degli approvvigionamenti di materiali critici è un tema sempre più centrale nelle politiche energetiche e industriali. Vale però la pena guardare a questo risultato con le giuste proporzioni: si tratta ancora di una scoperta di laboratorio, senza dati pubblici su costi, cicli di vita o densità energetica, elementi che determineranno davvero se la tecnologia potrà competere con il litio-ione o con le batterie al sodio già in produzione industriale. Per il nostro paese, dove la domanda di accumulo di lunga durata cresce insieme alla quota di rinnovabili non programmabili e alla diffusione dei data center, un'eventuale industrializzazione di questa chimica arriverebbe comunque fra diversi anni, e con ogni probabilità passerebbe prima da impianti pilota negli Stati Uniti, dove la ricerca e il partner industriale hanno sede. Resta un segnale interessante di come anche le "reazioni di scarto" nella chimica delle batterie possano diventare un vantaggio competitivo, più che un indicatore di una tecnologia già pronta per il mercato.
Fonte: Oak Ridge National Laboratory, "From side reaction to center stage: Bleach, salt water boost power in grid batteries", con approfondimenti da EurekAlert!, comunicato ORNL/DOE e da The Cool Down, "Research breakthrough turns bleach and salt water into a promising battery for blackouts".
