Donald Sadoway: The missing link to renewable energy

Traduttore: Ana María Pérez Revisore: Elena Montrasio

The electricity powering the lights in this theater

L'elettricità che alimenta le luci in questo teatro

was generated just moments ago.

è stata generata pochi minuti fa.

Because the way things stand today,

Data la situazione attuale,

electricity demand must be in constant balance

la domanda di elettricità deve essere in costante equilibrio

with electricity supply.

con l'offerta.

If in the time that it took me to walk out here on this stage,

Se nel tempo che ho impiegato per arrivare fino a questo palco,

some tens of megawatts of wind power

alcune decine di megawatt di energia eolica

stopped pouring into the grid,

cessassero di fluire nella rete,

the difference would have to be made up

la differenza dovrebbe essere compensata

from other generators immediately.

immediatamente da altri generatori.

But coal plants, nuclear plants

Ma le centrali a carbone e quelle nucleari

can't respond fast enough.

non possono rispondere con sufficiente rapidità.

A giant battery could.

Una batteria gigante potrebbe.

With a giant battery,

Con una batteria gigante,

we'd be able to address the problem of intermittency

saremmo in grado di affrontare il problema dell'intermittenza

that prevents wind and solar

che impedisce all'energia eolica e solare

from contributing to the grid

di contribuire alla rete elettrica

in the same way that coal, gas and nuclear do today.

nello stesso modo in cui lo fanno oggi il carbone, il gas e il nucleare.

You see, the battery

Vedete, la batteria

is the key enabling device here.

è la chiave per renderlo possibile.

With it, we could draw electricity from the sun

Potremmo ricavare energia dal sole

even when the sun doesn't shine.

anche quando non splende.

And that changes everything.

E questo cambia tutto.

Because then renewables

Perché a quel punto, le energie rinnovabili

such as wind and solar

come quella del sole e del vento,

come out from the wings,

escono dalle quinte, portandosi

here to center stage.

qui, al centro della scena.

Today I want to tell you about such a device.

Oggi voglio parlarvi di un dispositivo simile.

It's called the liquid metal battery.

Si chiama batteria a metallo liquido.

It's a new form of energy storage

Si tratta di una nuova forma di stoccaggio dell'energia

that I invented at MIT

che ho inventato al MIT

along with a team of my students

insieme ad un gruppo di miei studenti

and post-docs.

e dottori di ricerca.

Now the theme of this year's TED Conference is Full Spectrum.

Il tema del TED di quest'anno è Full Spectrum [ampio spettro].

The OED defines spectrum

L'Oxford English Dictionary definisce spettro

as "The entire range of wavelengths

"L'intera gamma di lunghezze d'onda

of electromagnetic radiation,

della radiazione elettromagnetica,

from the longest radio waves to the shortest gamma rays

dalle onde radio più lunghe ai raggi gamma più brevi,

of which the range of visible light

di cui l'intervallo di luce visibile

is only a small part."

è solo una piccola parte".

So I'm not here today only to tell you

Quindi non sono qui oggi solo per raccontarvi

how my team at MIT has drawn out of nature

come la mia squadra al MIT ha tratto dalla natura

a solution to one of the world's great problems.

una soluzione a uno dei grandi problemi del mondo.

I want to go full spectrum and tell you how,

Voglio percorrere l'ampio spettro e raccontarvi come,

in the process of developing

nel corso dello sviluppo

this new technology,

di questa nuova tecnologia,

we've uncovered some surprising heterodoxies

abbiamo scoperto delle eterodossie sorprendenti

that can serve as lessons for innovation,

che possono servire come lezione per l'innovazione,

ideas worth spreading.

idee degne di essere diffuse.

And you know,

E sapete,

if we're going to get this country out of its current energy situation,

se vogliamo tirare il paese fuori dalla sua situazione energetica attuale,

we can't just conserve our way out;

non possiamo solo tutelare la nostra via d'uscita;

we can't just drill our way out;

non possiamo solo scavare la nostra via d'uscita;

we can't bomb our way out.

non possiamo bombardare la nostra via d'uscita.

We're going to do it the old-fashioned American way,

Lo faremo alla vecchia maniera americana,

we're going to invent our way out,

inventeremo la nostra via d'uscita,

working together.

lavorando insieme.

(Applause)

(Applausi)

Now let's get started.

Ora, cominciamo.

The battery was invented about 200 years ago

La batteria fu inventata circa 200 anni fa

by a professor, Alessandro Volta,

da un professore, Alessandro Volta,

at the University of Padua in Italy.

all'Università di Padova, in Italia.

His invention gave birth to a new field of science,

La sua invenzione diede vita a un nuovo campo della scienza,

electrochemistry,

l'elettrochimica,

and new technologies

e a nuove tecnologie

such as electroplating.

come la galvanoplastica.

Perhaps overlooked,

Forse trascurata,

Volta's invention of the battery

l'invenzione della batteria da parte di Volta

for the first time also

per la prima volta dimostrò anche

demonstrated the utility of a professor.

l'utilità di un professore.

(Laughter)

(Risate)

Until Volta, nobody could imagine

Fino a Volta, sembrava impensabile

a professor could be of any use.

che un professore potesse essere di alcuna utilità.

Here's the first battery --

Ecco la prima batteria -

a stack of coins, zinc and silver,

una pila di monete, zinco e argento,

separated by cardboard soaked in brine.

separate da cartone intriso di sale.

This is the starting point

Questo è il punto di partenza

for designing a battery --

per la progettazione di una batteria -

two electrodes,

due elettrodi,

in this case metals of different composition,

in questo caso metalli di diversa composizione,

and an electrolyte,

e un elettrolita,

in this case salt dissolved in water.

in questo caso sale disciolto in acqua.

The science is that simple.

La scienza è molto semplice.

Admittedly, I've left out a few details.

Certo, ho lasciato fuori alcuni dettagli.

Now I've taught you

Ora vi ho insegnato

that battery science is straightforward

che la scienza della batteria è semplice

and the need for grid-level storage

e la necessità dello stoccaggio dell'energia in rete

is compelling,

è urgente,

but the fact is

ma il fatto è

that today there is simply no battery technology

che oggi semplicemente non c'è tecnologia della batteria

capable of meeting

in grado di soddisfare

the demanding performance requirements of the grid --

la domanda di prestazioni richieste dalla rete -

namely uncommonly high power,

cioè potenza eccezionalmente elevata,

long service lifetime

durabilità

and super-low cost.

e bassissimo costo.

We need to think about the problem differently.

Dobbiamo pensare al problema in modo diverso.

We need to think big,

Dobbiamo pensare in grande,

we need to think cheap.

dobbiamo pensare a buon mercato.

So let's abandon the paradigm

Quindi, abbandoniamo l'idea

of let's search for the coolest chemistry

di cercare la chimica migliore

and then hopefully we'll chase down the cost curve

nella speranza di ridurre la curva dei costi

by just making lots and lots of product.

semplicemente facendo un sacco di prodotti.

Instead, let's invent

Invece, inventiamo

to the price point of the electricity market.

il prezzo di vendita del mercato dell'elettricità.

So that means

Il che significa

that certain parts of the periodic table

che alcune parti della tavola periodica

are axiomatically off-limits.

sono assiomaticamente fuori dai limiti.

This battery needs to be made

Questa batteria deve essere fatta

out of earth-abundant elements.

con elementi abbondanti in natura.

I say, if you want to make something dirt cheap,

Io dico, se volete fare qualcosa di estremamente economico,

make it out of dirt --

fatelo con la sporcizia -

(Laughter)

(Risate)

preferably dirt

preferibilmente sporcizia

that's locally sourced.

di provenienza locale.

And we need to be able to build this thing

E dobbiamo essere in grado di costruire questa cosa

using simple manufacturing techniques and factories

utilizzando semplici tecniche di produzione e fabbriche

that don't cost us a fortune.

che non ci costino una fortuna.

So about six years ago,

Così, circa sei anni fa,

I started thinking about this problem.

iniziai a pensare a questo problema.

And in order to adopt a fresh perspective,

E per adottare una nuova prospettiva,

I sought inspiration from beyond the field of electricity storage.

cercai ispirazione al di fuori del campo dello stoccaggio energetico.

In fact, I looked to a technology

Infatti guardai verso una tecnologia

that neither stores nor generates electricity,

che non immagazzina né produce elettricità,

but instead consumes electricity,

ma invece ne consuma

huge amounts of it.

in grandi quantità.

I'm talking about the production of aluminum.

Sto parlando della produzione di alluminio.

The process was invented in 1886

Il processo fu inventato nel 1886

by a couple of 22-year-olds --

da una coppia di 22enni -

Hall in the United States and Heroult in France.

Hall negli Stati Uniti e Heroult in Francia.

And just a few short years following their discovery,

E solo pochi anni dopo la loro scoperta,

aluminum changed

l'alluminio è passato

from a precious metal costing as much as silver

da metallo prezioso caro tanto quanto l'argento

to a common structural material.

a materiale strutturale comune.

You're looking at the cell house of a modern aluminum smelter.

State vedendo la casa di celle di una moderna fonderia di alluminio.

It's about 50 feet wide

È larga circa 15 metri

and recedes about half a mile --

e lunga circa un chilometro -

row after row of cells

file e file di celle che,

that, inside, resemble Volta's battery,

all'interno, assomigliano alla pila di Volta,

with three important differences.

con tre importanti differenze.

Volta's battery works at room temperature.

La pila di Volta funziona a temperatura ambiente.

It's fitted with solid electrodes

È dotata di elettrodi solidi

and an electrolyte that's a solution of salt and water.

e un elettrolita che è una soluzione di acqua e sale.

The Hall-Heroult cell

La cella di Hall-Heroult

operates at high temperature,

funziona ad alta temperatura,

a temperature high enough

sufficientemente elevata

that the aluminum metal product is liquid.

per mantenere l'alluminio liquido.

The electrolyte

L'elettrolita

is not a solution of salt and water,

non è una soluzione di acqua e sale,

but rather salt that's melted.

bensì di sale fuso.

It's this combination of liquid metal,

È questa combinazione di metallo liquido,

molten salt and high temperature

sale fuso e alta temperatura

that allows us to send high current through this thing.

che ci permette di inviare corrente elevata attraverso questa cosa.

Today, we can produce virgin metal from ore

Oggi siamo in grado di produrre metallo vergine dal minerale

at a cost of less than 50 cents a pound.

a meno di un dollaro al chilo.

That's the economic miracle

Questo è il miracolo economico

of modern electrometallurgy.

dell'elettrometallurgia moderna.

It is this that caught and held my attention

È questo che ha attirato la mia attenzione

to the point that I became obsessed with inventing a battery

al punto che sono rimasto ossessionato dall'invenzione di una batteria

that could capture this gigantic economy of scale.

in grado di catturare questa economia su scala enorme.

And I did.

E l'ho fatto.

I made the battery all liquid --

Ho creato una batteria completamente liquida -

liquid metals for both electrodes

metalli liquidi per entrambi gli elettrodi

and a molten salt for the electrolyte.

e un sale fuso per l'elettrolita.

I'll show you how.

Vi mostrerò come.

So I put low-density

Ho messo metallo liquido

liquid metal at the top,

a bassa densità in alto,

put a high-density liquid metal at the bottom,

metallo liquido ad alta densità in basso,

and molten salt in between.

e sale fuso tra i due.

So now,

Quindi ora,

how to choose the metals?

come scegliere i metalli?

For me, the design exercise

Per me, l'esercizio di progettazione

always begins here

inizia sempre da qui,

with the periodic table,

dalla tavola periodica,

enunciated by another professor,

formulata da un altro professore,

Dimitri Mendeleyev.

Dmitri Mendeleev.

Everything we know

Tutto quello che sappiamo

is made of some combination

è costituito da una combinazione

of what you see depicted here.

di ciò che vedete raffigurato qui.

And that includes our own bodies.

E questo include i nostri corpi.

I recall the very moment one day

Ricordo il giorno

when I was searching for a pair of metals

in cui cercavo un paio di metalli

that would meet the constraints

che potessero soddisfare le esigenze

of earth abundance,

di abbondanza in natura,

different, opposite density

densità diversa e opposta,

and high mutual reactivity.

e alta reattività reciproca.

I felt the thrill of realization

Ho provato un'emozione incredibile

when I knew I'd come upon the answer.

quando ho capito di aver trovato la risposta.

Magnesium for the top layer.

Magnesio per lo strato superiore.

And antimony

E antimonio

for the bottom layer.

per lo strato inferiore.

You know, I've got to tell you,

Sapete, devo dirvelo,

one of the greatest benefits of being a professor:

uno dei più grandi vantaggi dell'essere un professore:

colored chalk.

gessetti colorati.

(Laughter)

(Risate)

So to produce current,

Quindi, per generare corrente,

magnesium loses two electrons

il magnesio perde due elettroni

to become magnesium ion,

per diventare ione di magnesio

which then migrates across the electrolyte,

che poi migra attraverso l'elettrolita,

accepts two electrons from the antimony,

accetta due elettroni dall'antimonio,

and then mixes with it to form an alloy.

e poi si mescola con questo per formare una lega.

The electrons go to work

Gli elettroni vanno a lavorare

in the real world out here,

nel mondo reale qui,

powering our devices.

alimentando i nostri apparecchi.

Now to charge the battery,

Ora, per caricare la batteria,

we connect a source of electricity.

colleghiamo una fonte di elettricità.

It could be something like a wind farm.

Potrebbe essere qualcosa di simile a un parco eolico.

And then we reverse the current.

E poi invertiamo la corrente.

And this forces magnesium to de-alloy

Questo costringe il magnesio a scindersi

and return to the upper electrode,

e ritornare all'elettrodo superiore,

restoring the initial constitution of the battery.

ripristinando la costituzione iniziale della batteria.

And the current passing between the electrodes

E la corrente che passa tra gli elettrodi

generates enough heat to keep it at temperature.

genera calore sufficienti a mantenere costante la temperatura.

It's pretty cool,

È molto bello,

at least in theory.

almeno in teoria.

But does it really work?

Ma funziona davvero?

So what to do next?

Allora, cosa si fa dopo?

We go to the laboratory.

Andiamo in laboratorio.

Now do I hire seasoned professionals?

Ora, posso assumere professionisti esperti?

No, I hire a student

No, assumo uno studente

and mentor him,

e lo preparo,

teach him how to think about the problem,

gli insegno come pensare al problema

to see it from my perspective

per vederlo dal mio punto di vista

and then turn him loose.

e poi lo lascio libero.

This is that student, David Bradwell,

Questo è lo studente, David Bradwell,

who, in this image,

che in questa immagine

appears to be wondering if this thing will ever work.

sembra chiedersi se questa cosa funzionerà mai.

What I didn't tell David at the time

Quello che non ho detto a David al momento

was I myself wasn't convinced it would work.

è che nemmeno io ero convinto che avrebbe funzionato.

But David's young and he's smart

Ma David è giovane e intelligente

and he wants a Ph.D.,

e vuole un dottorato di ricerca,

and he proceeds to build --

e prosegue a costruire -

(Laughter)

(Risate)

He proceeds to build

Procede a costruire

the first ever liquid metal battery

la prima batteria a metallo liquido

of this chemistry.

di questa chimica.

And based on David's initial promising results,

E sulla base dei primi risultati promettenti di David,

which were paid

che sono stati pagati

with seed funds at MIT,

con i fondi del MIT,

I was able to attract major research funding

sono riuscito ad ottenere grandi finanziamenti per la ricerca

from the private sector

dal settore privato

and the federal government.

e dal governo federale.

And that allowed me to expand my group to 20 people,

E questo mi ha permesso di ampliare il mio gruppo a 20 persone,

a mix of graduate students, post-docs

un mix di studenti laureati, dottori di ricerca

and even some undergraduates.

e anche alcuni laureandi.

And I was able to attract really, really good people,

Sono riuscito a reclutare persone veramente valide,

people who share my passion

persone che condividono la mia passione

for science and service to society,

per la scienza e il servizio alla società

not science and service for career building.

e non scienza e servizio per fare carriera.

And if you ask these people

E se chiedete a queste persone

why they work on liquid metal battery,

perché lavorano sulla batteria a metallo liquido,

their answer would hearken back

la loro risposta risalirebbe

to President Kennedy's remarks

alle osservazioni del Presidente Kennedy,

at Rice University in 1962

fatte alla Rice University nel 1962,

when he said -- and I'm taking liberties here --

quando disse - e qui mi prendo delle libertà -

"We choose to work on grid-level storage,

"Abbiamo scelto di lavorare sullo stoccaggio dell'energia in rete

not because it is easy,

non perché sia ​​facile,

but because it is hard."

ma perché è difficile".

(Applause)

(Applausi)

So this is the evolution of the liquid metal battery.

Questa è l'evoluzione della batteria a metallo liquido.

We start here with our workhorse one watt-hour cell.

Iniziamo qui con il nostro cavallo di battaglia: la cella di un wattora.

I called it the shotglass.

Io la chiamo il "cicchetto".

We've operated over 400 of these,

Ne abbiamo costruite oltre 400,

perfecting their performance with a plurality of chemistries --

perfezionando il loro rendimento con una varietà di composizioni chimiche -

not just magnesium and antimony.

non solo magnesio e antimonio.

Along the way we scaled up to the 20 watt-hour cell.

Nel processo siamo passati alla cella di 20 wattora.

I call it the hockey puck.

Io la chiamo il "disco da hockey".

And we got the same remarkable results.

E abbiamo ottenuto gli stessi notevoli risultati.

And then it was onto the saucer.

E poi era sul piattino.

That's 200 watt-hours.

Questa è di 200 wattora.

The technology was proving itself

La tecnologia si stava dimostrando

to be robust and scalable.

solida e scalabile.

But the pace wasn't fast enough for us.

Ma il ritmo non era abbastanza veloce per noi.

So a year and a half ago,

Così un anno e mezzo fa,

David and I,

io e David,

along with another research staff-member,

insieme ad un altro membro dello staff di ricerca,

formed a company

abbiamo formato una società

to accelerate the rate of progress

per accelerare il ritmo dei progressi

and the race to manufacture product.

e la corsa per la fabbricazione del prodotto.

So today at LMBC,

Oggi nella LMBC,

we're building cells 16 inches in diameter

stiamo costruendo celle di 41 cm di diametro

with a capacity of one kilowatt-hour --

con una capacità di un chilowattora -

1,000 times the capacity

1.000 volte la capacità

of that initial shotglass cell.

dell'iniziale cella cicchetto.

We call that the pizza.

Noi la chiamiamo "pizza".

And then we've got a four kilowatt-hour cell on the horizon.

E poi è già in fase di sviluppo una cella di quattro chilowattora

It's going to be 36 inches in diameter.

che avrà un diametro di 90 centimetri.

We call that the bistro table,

Noi la chiamiamo il "tavolo da bistrot",

but it's not ready yet for prime-time viewing.

ma non è ancora pronta per essere mostrata.

And one variant of the technology

E una variante della tecnologia

has us stacking these bistro tabletops into modules,

ci consente di impilare questi tavoli da bistrot in moduli,

aggregating the modules into a giant battery

che vengono aggiunti in una batteria gigante

that fits in a 40-foot shipping container

che si inserisce in un container di 12 metri

for placement in the field.

per il collocamento sul campo.

And this has a nameplate capacity of two megawatt-hours --

E questa ha una capacità nominale di due megawattora -

two million watt-hours.

due milioni di wattora.

That's enough energy

Energia sufficiente

to meet the daily electrical needs

a soddisfare il fabbisogno giornaliero di energia elettrica

of 200 American households.

di 200 famiglie americane.

So here you have it, grid-level storage:

Eccolo qui, l'accumulatore dell'energia di rete:

silent, emissions-free,

silenzioso, a emissioni zero,

no moving parts,

senza parti in movimento,

remotely controlled,

telecomandato,

designed to the market price point

progettato per un prezzo di mercato

without subsidy.

senza sovvenzioni.

So what have we learned from all this?

Quindi, che cosa abbiamo imparato da tutto questo?

(Applause)

(Applausi)

So what have we learned from all this?

Che cosa abbiamo imparato da tutto questo?

Let me share with you

Vorrei condividere con voi

some of the surprises, the heterodoxies.

alcune sorprese, le idee non convenzionali.

They lie beyond the visible.

Non si notano ad occhio nudo.

Temperature:

Temperatura:

Conventional wisdom says set it low,

Il buon senso suggerisce di mantenerla a basso livello,

at or near room temperature,

a temperatura ambiente o quasi,

and then install a control system to keep it there.

e poi installare un sistema di controllo per mantenerla costante.

Avoid thermal runaway.

Evitare fughe termiche.

Liquid metal battery is designed to operate at elevated temperature

La batteria a metallo liquido è progettata per funzionare a temperature elevate

with minimum regulation.

con regolazione minima.

Our battery can handle the very high temperature rises

La nostra batteria è in grado di gestire altissime temperature

that come from current surges.

che provengono dagli sbalzi di tensione.

Scaling: Conventional wisdom says

Proporzione: Il senso comune suggerisce

reduce cost by producing many.

di ridurre i costi aumentando la produzione.

Liquid metal battery is designed to reduce cost

Le batterie a metallo liquido sono state progettate per ridurre i costi

by producing fewer, but they'll be larger.

producendo meno, ma saranno più grandi.

And finally, human resources:

E infine, le risorse umane:

Conventional wisdom says

Il senso comune suggerisce

hire battery experts,

di assumere esperti della batteria,

seasoned professionals,

professionisti stagionati,

who can draw upon their vast experience and knowledge.

che possano sfruttare la loro grande esperienza e la conoscenza.

To develop liquid metal battery,

Per sviluppare la batteria a metallo liquido,

I hired students and post-docs and mentored them.

ho assunto studenti e dottori di ricerca e li ho guidati.

In a battery,

In una batteria,

I strive to maximize electrical potential;

cerco di massimizzare il potenziale elettrico;

when mentoring,

quando sono il mentore,

I strive to maximize human potential.

cerco di massimizzare il potenziale umano.

So you see,

Quindi, vedete,

the liquid metal battery story

la storia della batteria a metallo liquido

is more than an account

più che un racconto

of inventing technology,

sull'invenzione della tecnologia,

it's a blueprint

è un progetto

for inventing inventors, full-spectrum.

per creare inventori, ad ampio spettro.

(Applause)

(Applausi)