Accumulo di energia solare: un nuovo materiale per farlo

Un nuovo materiale cristallino è risultato molto efficace per l’accumulo dell’energia solare. Secondo i ricercatori dell’Università di Lancaster, esso sarebbe in grado di farlo anche per mesi o anni a temperatura ambiente. Essendo un materiale solido e quindi stabile, ciò apre la strada a molte ipotesi di utilizzo. E costituisce una svolta promettente nel campo delle energie rinnovabili.

Il nuovo materiale per l’accumulo di energia solare

Il materiale studiato dai ricercatori dell’Università di Lancaster è una struttura metallo – organica, o MOF. Si tratta di un reticolo di ioni metallici legati a molecole contenenti carbonio.
Caratteristica essenziale è la porosità, che permette al materiale di ospitare nella propria struttura altre molecole. Partendo da un materiale già sintetizzato dall’Università di Kyoto, il DMOF1, il gruppo ha inserito nei pori molecole di azobenzene. Questo composto si comporta come un fotointerruttore, che cambia forma se esposto a luce o calore, permettendo l’accumulo dell’energia solare. I ricercatori quindi hanno esposto il materiale a raggi UV facendo cambiare struttura alle molecole di azobenzene nei pori.

Per rilasciare l’energia solare basta poi fornire calore dall’esterno, modificando di nuovo la forma in tempi rapidi. Proprio come una molla compressa che accumula energia potenziale e la rilascia quando scatta.

Le possibili applicazioni

Il materiale non è ancora pronto per essere messo in commercio, ma già si ipotizzano diverse applicazioni. Si potrà infatti “conservare” l’energia solare per rilasciarla quando essa non è disponibile. Quindi, ad esempio, si potrà usare il materiale come rivestimento degli edifici per riscaldarli nel periodo invernale. Oppure sui finestrini e parabrezza delle auto per scongelarli rapidamente. Si pensa poi ad applicazioni in impianti off-grid o in zone non facilmente raggiungibili dalle reti energetiche. Altra possibilità è l’integrazione ecologica del riscaldamento convenzionale in abitazioni o uffici.

Non sono escluse poi applicazioni in campo farmaceutico per l’ accumulo e il rilascio di medicinali. E infine si pensa a utilizzi per la memorizzazione di dati a livello molecolare.

Accumulo di energia solare: la svolta

L’accumulo di energia solare per lunghi periodi non è facile da realizzare. Con il fotovoltaico infatti si può convertire in elettricità da conservare nelle batterie. Ma spesso le tecnologie esistenti sono poco pratiche o molto costose.

Perciò l’aspetto interessante della scoperta è la possibilità di pensare ad accumuli stagionali. E per farlo basta utilizzare questo materiale che per le sue proprietà si comporta come una batteria. Durante la ricerca è stata accumulata energia per quattro mesi a temperatura ambiente. Ma si stima che sia possibile farlo fino a quattro anni e mezzo. Inoltre, non essendoci parti mobili o elettroniche si elimina il problema delle perdite nell’accumulo e nel rilascio dell’energia solare.

Si apre poi la strada per nuove ricerche, perché si potrebbero ottimizzare e modificare altri materiali per questo scopo. Il gruppo sta anche lavorando per la ricerca di altre strutture con un maggiore potenziale di accumulo di energia.

Altre molecole per l’accumulo di energia solare

Questa scoperta non è l’unica nel campo della ricerca di materiali che assorbano energia solare. Di recente anche alcuni ricercatori svedesi dell’Università di Linköping hanno sviluppato una molecola che assorbe l’energia solare in legami chimici. Anche questa molecola è un fotointerruttore, che assume due forme alternative con proprietà diverse. La forma originaria è molto stabile, cioè è una molecola che in chimica organica è detta “aromatica”. Assorbendo la luce, si perde l’aromaticità e la molecola acquista più energia. Si tratta quindi di una reazione che avviene in senso inverso a ciò che normalmente si verifica in natura. Ma i ricercatori hanno dimostrato che è possibile che tale reazione avvenga in modo rapido ed efficiente. Bisogna a questo punto capire in che modo è possibile rilasciare l’energia accumulata dalla molecola.

Queste novità potrebbero essere in futuro un ottimo modo per risolvere il problema dell’accumulo, uno dei principali delle fonti rinnovabili.