Energie rinnovabili: svolta nell’immagazzinamento dell’energia solare

Energia solare, l’energia rinnovabile green del presente e futuro. Nonostante ciò, viene utilizzata con un dispendio non indifferente di materie prime rare. Oggi, con la nuova tecnologia MOST (Molecular Solar Thermal Energy Storage Systems), introdotta grazie ad uno studio sino-svedese, è possibile immagazzinare l’energia fino a 18 anni con il successivo utilizzo anche a distanza, divenendo così il vero fulcro energetico del futuro.

Cos’è l’energia solare?

L’energia solare è l’energia associata alle radiazioni solari (energia radiante generata dal sole attraverso reazioni termonucleari di fusione ed emessa successivamente nello spazio trasportando con sé energia solare), rappresentando la forma primaria di energia sulla terra.

Utilizzo e limiti

In natura viene utilizzata direttamente dagli organismi in grado di utilizzare la fotosintesi clorofilliana (autotrofi o vegetali) e indirettamente attraverso essi, grazie all’energia chimica proveniente dalla loro digestione e utilizzo, anche dagli altri organismi (animali, uomo, ecc).

Dal punto di vista energetico, rappresenta la principale fonte di energia rinnovabile insieme all’energia nucleare. Può essere utilizzata per generare calore (solare termico) o elettricità (fotovoltaico), attraverso sistemi differenti di utilizzo e immagazzinamento.

• Il solare termico utilizza dei sistemi a circolazione naturale o forzata. Il liquido posto all’interno dei pannelli una volta riscaldato, viene successivamente messo in circolo.
• Il fotovoltaico utilizza delle celle fotovoltaiche attraverso le quali converte la luce in energia elettrica, con un’efficienza massima del 19-20%. L’energia viene prodotta solamente durante le ore diurne ed ha bisogno, per l’utilizzo dell’energia derivante, di essere messo in rete o dell’utilizzo di accumulatori ingombranti e costosi.

Queste tecnologie hanno dei limiti che ne impediscono un utilizzo consumer:

• l’irraggiamento solare medio (corrispondente a 3kWh al nord e 5kWh al sud) e la continuità di utilizzo;
• l’utilizzo di materie prime provenienti dalle terre rare;
• efficienza energetica bassa.

Tecnologia MOST

Una ricerca sino-svedese nata nel 2007 e che ha coinvolto gli atenei Shanghai Jiao Tong University e Chalmers University of Technology di Göteborg, ha dimostrato che grazie al MOST e ad un termoregolatore, è possibile catturare e immagazzinare energia, senza l’uso di una batteria. La Molecular Solar Thermal Energy Storage Systems (MOST) si basa sull’utilizzo di una molecola composta da carbonio, idrogeno e azoto (appositamente progettata) che, quando colpita dall’energia solare, si trasforma in un isomero ricco di energia (molecola con gli stessi atomi ma disposti in maniera differente). Questi, trasferiti in una soluzione di toluene, possono conservare tale energia fino a 18 anni. Successivamente, un generatore termoelettrico (spessore di 300 nm), trasforma il calore derivante dal ritorno alla forma originale degli isomeri in energia elettrica pronta ad essere utilizzata.

Utilizzi futuri

Al momento si tratta di una tecnologia acerba, ma sicuramente con un ventaglio di applicazioni notevole. Uno dei ricercatori ha commentato:

“Il generatore è un chip ultrasottile che potrebbe essere integrato nell’elettronica come cuffie, orologi intelligenti e telefoni. Finora abbiamo generato solo piccole quantità di elettricità, ma i nuovi risultati mostrano che il concetto funziona davvero. Sembra molto promettente. Stiamo lavorando per ottimizzare il sistema. La quantità di elettricità o di calore che può estrarre deve essere aumentata. Anche se il sistema energetico è basato su materiali di base semplici, deve essere adattato per essere sufficientemente conveniente da produrre, e quindi da introdurre in modo più ampio.”

Livio Milazzo

Bibliografia

DDay

Wikipedia

Chip-scale solar thermal electrical power generation – ScienceDirect