“Data-driven discovery of small electroactive molecules for energy storage in aqueous redox flow batteries” è il titolo del nuovo articolo scientifico realizzato con il contributo di Green Energy Storage e pubblicato sulla rivista internazionale Energy Storage Materials.

Lo studio nasce dalla collaborazione con DIFFER – Dutch Institute for Fundamental Energy Research nell’ambito del progetto COLORFLOW, dedicato alla ricerca di nuovi materiali per lo sviluppo di batterie redox a flusso acquose e sistemi di accumulo energetico.

La ricerca del progetto COLORFLOW

Il progetto COLORFLOW unisce competenze di ricerca scientifica e industriale per individuare nuove molecole elettroattive potenzialmente utilizzabili nelle batterie a flusso.

La ricerca combina metodi di chimica computazionale, machine learning e sperimentazione elettrochimica in laboratorio, con l’obiettivo di selezionare in modo più rapido ed efficace i composti con le caratteristiche più interessanti per l’accumulo di energia.

La collaborazione tra DIFFER e Green Energy Storage è stata sostenuta dal Dutch Research Council (NWO) nell’ambito del programma Materials for Sustainability.

Oltre 3.000 molecole analizzate attraverso un approccio data-driven

Lo studio ha applicato un processo di high-throughput virtual screening a una libreria di migliaia di molecole, valutandone proprietà fondamentali come il potenziale redox e la solubilità in acqua.

Attraverso modelli di chimica computazionale e machine learning sono state analizzate 3.257 coppie redox, dalle quali sono stati individuati 205 composti chinone-simili considerati promettenti candidati per l'impiego come anoliti nelle batterie redox a flusso acquose.

Le molecole più interessanti e disponibili commercialmente sono state successivamente sottoposte a verifiche sperimentali, mettendo così in relazione la selezione virtuale con le attività di laboratorio.

I risultati: un nuovo composto promettente per l’energy storage

Tra i risultati dello studio emerge in particolare Indigo-3(SO3H), o indigo trisulfonato, che ha mostrato caratteristiche interessanti per l’accumulo elettrochimico dell'energia.

Nei test condotti, il composto ha evidenziato elevata solubilità, una buona capacità di mantenimento delle prestazioni e un'elevata efficienza coulombica, risultando competitivo rispetto ad AQDS, uno dei materiali organici di riferimento utilizzati nelle batterie redox a flusso.

I risultati confermano quindi il potenziale di un approccio data-driven alla ricerca di nuovi materiali, capace di integrare simulazione computazionale e validazione sperimentale nello sviluppo di soluzioni per l’energy storage.

Lo studio pubblicato su Energy Storage Materials

L’articolo è stato pubblicato su Energy Storage Materials, Volume 47, ed è disponibile in modalità open access.

Leggi l’articolo scientifico completo su ScienceDirect

Per approfondire il percorso di ricerca di Green Energy Storage, scopri anche i progetti e gli asset di GES.