Dall'A alla Z: le 10 fonti insospettabili di energia pulita!
Avete mai pensato che alcune sostanze quotidianamente utilizzate in cucina come il caffè o le melanzane possano diventare fonti di energia? O che ogni passo che facciamo su un marciapiede può sviluppare fino a 8 Watt di energia? O che i virus, quelli che ci fanno ammalare, possono convertire l'energia meccanica? Sembra strano quasi fantascientifico ma è la realtà! Esistono 10 fonti insospettabili di energia pulita che sta a me svelarvi!
1. ALGHE. Molti detestano le alghe quando vanno al mare o al lago perché danno un senso di viscidume e di inquietudine perché "chissà che cosa nascondono". Però all'Alga Combustibile Algamoil, biologici e ingegneri chimici stanno lavorando per mettere a punto una tecnologia delle alghe combustibili. I primi risultati sono già stati un grosso incentivo a continuare: la potenza generata è uguale al diesel commerciale ma il particolato emesso è minore. Alla Teregroup hanno creato un impianto per la produzione di olio combustibile estratto dalle alghe che può fungere anche da filtro per l'anidride carbonica. Nasce così un combustibile ecologico, il BIODIESEL, che si ottiene non solo dalla alghe ma anche dai semi di colzo, di girasole e di soia. Il biodiesel, conosciuto anche come "FAME" (Fatty Acid Methyl Ester = Metilestere di acidi grassi) è l'unico possibile sostituto, ad oggi, del gasolio, avendo proprietà chimiche-fisiche molto simili. Rientra a pieno titolo nella categoria dell'energie rinnovabili perché deriva dalle piante, è biodegradabile, non contiene zolfo e assicura una riduzione del PM10 (particolato fine). Ciò permette anche una riduzione della CO2 vicina allo zero e allo stesso tempo un bilancio energetico positivo: ogni unità introdotta per produrre biodiesel restituisce 2,5 unità di energia combustibile. L'unica pecca delle alghe come combustibile è il costo di produzione. A questo hanno trovato rimedio gli scienziati del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) del Dipartimento di Energia Usa. Sono riusciti a creare benzina dalle alghe abbattendo i costi di produzione. Il procedimento inventato dai ricercatori del Pnnl prevede che un impasto di alghe umide venga pompato in un reattore chimico e, una volta che il sistema è attivo e funzionante, in meno di un'ora viene fuori greggio, acqua ed un flusso di sottoprodotti contenente fosforo da utilizzare come fertilizzante.
(alghe - biodiesel )
Inoltre le acque di scarto vengono ulteriormente elaborate, producendo gas e sostanze come potassio e azoto, che, insieme all'acqua depurata, possono essere riciclate per far crescere più alghe. La maggior parte della produzione di biocombustibile prevede l'essiccazione delle alghe che peraltro si ottiene con un processo ad alta densità energetica. Il processo in questione invece necessita di alghe ancora umide. L'aspetto eccezionale di tutto questo processo è che ha bisogno di soltanto un'ora di tempo e non necessita di tanta energia perché salta il processo di essiccazione. La licenza di questa tecnologia è stata acquistata dalla Genifuel Corp, una compagnia dello Utah, per costruire un impianto pilota per testarla.
Molte multinazionali stanno guardando a questa nuova forma di combustibile con sempre più attenzione dal momento che il petrolio è in via d'esaurimento e con prezzi sempre più alti.
2. CAFFè. Lungo, marocchino o senza piombo? Il caffè è per noi italiani è un must ma è anche la nuova frontiera nel settore degli ecocombustibili. Dal caffè macinato si può ricavare un biocarburante dopo l'infusione in un solvente organico. Ogni anno nel mondo si producono circa 8 milioni tonnellate di caffè e dai fondi del caffè, secondo l'ingegner Mano Misra, dell'Università di Reno in Nevada, è possibile ottenere un biodiesel ecologico ed economico.
( fondo di caffè - nuova frontiera del biodiesel)
La scoperta è avvenuta quasi per caso: il dott. Misra ha notato che il fondo del caffè lasciato in una tazzina per una intera notte lascia una patina oleosa. Studiando questa patina è giunto alla conclusione che può essere utilizzata per l'alimentazione dei motori diesel. Il processo per la produzione dell'olio di caffè è a basso consumo di energia, a costo quasi nullo di materie prime (il caffè è consumato ovunque in grandi quantità e per avere la materia prima basterebbe chiedere ai grandi produttori e ai rivenditori di mettere a disposizione gli scarti) e ad alto rendimento: per ogni quintale di fondi di caffè trattati si ottengono 10-15 kg di combustibile e ciò rende la sua industrializzazione estremamente conveniente rispetto agli altri combustibili vegetali I ricercatori americani dell'Università di Cincinnati hanno utilizzato un triplice approccio per la conversione dei vecchi fondi di caffè in fonti di energia, tra cui il biodiesel e carbone attivo. Raccolgono i vecchi fondi di caffè dallo Starbucks del campus, poi ne rimuovono l'olio convertendo i trigliceridi così ottenuti in biodisel e glicerina. In più, secondo gli scienziati, la parte solida che avanza dal processo di asciugatura potrebbe essere destina al mercato delle biomasse. Un esempio pratico di come impiegare l'olio di caffè nella vita di tutti i giorni è l'auto alimentata dai fondi di caffè, la Car-puccino. Ideata dai ricercatori di un programma televisivo scientifico, la BBC1 Bang Goes the Theory, la Car-puccino è una Volkswagen Sciroppo del 1988, acquistata su internet per 400 sterline, ha avuto prestazioni inaspettate: velocità massima di oltre 100 km/h e un consumo che è stato calcolato intorno a 1 kg di fondi di caffè per 3 miglia, altrimenti quantificato in 56 tazze di espresso per miglio (1,6 chilometri).
La vettura è stata testata in un viaggio inaugurale da Londra a Manchester che si è svolto senza guasti né incidenti, sebbene il traffico inglese e la necessità di fermarsi per svuotare i filtri e alimentare il motore abbiano dilatato i tempi di percorrenza: 17 ore per un percorso di circa 400 chilometri!
( Car-puccino: la macchina alimentata a caffè)
3. CANNE. La canna comune come metodo per produrre biogas invece è una scoperta tutta italiana. All'Istituto di Scienze della Vita della Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa, è stata presentata una ricerca, pubblicata sulla prestigiosa rivista "Bioresource Technology", che ha dimostrato che la biomassa delle canne comuni è un'eccellente soluzione per produrre biogas a basso impatto ambientale. Il biogas è una filiera delle cosiddette "bioenergie" in forte espansione tanto che in Italia, nel 2012, sono stati censiti 994 impianti per una potenza elettrica installata pari a 756 MWe, con un incremento rispetto al 2011 del 95%. Il settore delle biomasse vede l'Italia ai vertici mondiali: ad esempio a Crescentino, paese di meno di 8.000 abitanti in provincia di Vercelli, è stato inaugurato il primo impianto al mondo per la produzione di biocarburanti di seconda generazione. Nelle analisi effettuate al Centro di ricerca Interuniversitario biomasse da energia (Cribe) di San Piero a Grado (Pisa), la canna ha fatto registrare un'elevata capacità di produrre metano, in particolare se soggetta al doppio raccolto durante l'anno, e può quindi costituire un'interessante alternativa all'impiego del mais, coltura annuale molto usata nell'alimentazione dei "biodigestori" per la produzione di biogas, ma il cui impatto ambientale è decisamente superiore.
( Un canneto comune)
4. ONDE SONORE. E se finalmente passare ore e ore a spettegolare con le amiche, a parlare dei propri sogni o di calcio diventasse un'attività produttiva a livello energetico? Questa si che sarebbe una rivoluzione! Diversi sono gli studi che si stanno portando avanti sull'utilizzo delle onde sonore come metodo di produzione alternativo di energia. Alcuni scienziati coreani del Samsung Advanced Institute of Technology sono riusciti a trasformare l'ossido di zinco in un convertitore elettrico di onde sonore, usando materiali piezoelettrici (composto da piombo-zirconato di titanio).
L'Etalim, una società di Vancouver, ha progettato un prototipo di motore, unico nel suo genere, in grado di generare elettricità con una efficienza più elevata delle celle a combustibile, ma a un costo inferiore. Delle dimensioni di un pallone da basket, il motore è stato progettato per ottenere un rendimento del 40% a 77 º C (rispetto al 25% di efficienza di altri motori).
5. MELANZANE E MIRTILLI. Personalmente mangio le melanzane solo nella pasta o sott'olio ma a qualcuno piacciono talmente tanto da averne trovato un uso non alimentare ma completamente innovativo nell'ambito del fotovoltaico. Chi sa qual' è l'elemento principale di un pannello fotovoltaico? La risposta esatta è il silicio, un materiale costoso, nocivo e che comincia ad essere difficile da reperire. Negli anni '90 si fece strada l'utilizzo di celle solari organiche dove la parte fotoattiva del pannello è costituito da composti organici del carbonio: emulando la fotosintesi clorofilliana si genera energia elettrica a partire dall'assorbimento della luce solare da parte dei pigmenti organici. I pigmenti si ottengono dalle antocianine ( sono una classe di pigmenti idrosolubili appartenenti alla famiglia dei flavonoidi) derivate dai frutti di bosco.
AGROSOL è il progetto che vaglia il possibile utilizzo della melanzana nella tecnologia del fotovoltaico organico di terza generazione. Perché proprio la melanzana dato che non è la sola a produrre antociani? Risponde la Dott.ssa Rea, coordinatrice di Agrosol: "La scelta è stata piuttosto casuale, dato che la melanzana non è la sola specie a produrre gli antociani; essa però è in grado di coniugare un'alta produzione di antociani legati alla superficie di produzione, dato che l'antociano viene prodotto su tutta la buccia. L'elevata resa produttiva del pigmento (300-400 mg pigmento/100 g prodotto fresco), infatti, unitamente al ciclo di vita relativamente corto della pianta, alla produttività scalare e alle esigenze pedo-climatiche sono stati i fattori preponderanti la scelta. A nostro favore hanno giocato anche i fattori relativi all'elevata disponibilità di genotipi in ambiente mediterraneo, che hanno garantito selezioni mirate di cultivar con elevate potenzialità produttive in antociani correlati a standard di produttività."
I mirtilli invece sono la risposta alla continua ricerca di energie rinnovabili di Settimo Torinese. Grazie alla ricerca portata avanti da Cyanine, start up dell'Università di Torino nata nel 2006 e sostenuta dal comune di Settimo Torine, è stato possibile progettare un impianto fotovoltaico che nasce dall'unione dei mirtilli con l'argilla e che non utilizza il silicio per generare corrente ma una pasta di biossido di titanio nanometrico impregnata con un colorante organico sigillato tra due lastre di vetro conduttore. Attualmente i pannelli prodotti sperimentalmente sono realizzati in tre colori, a seconda che il materiale sia ottenuto dai mirtilli (azzurro e verde chiaro) o dall'argilla (giallo), con un rendimento di 40 Watt al metro quadrato con la luce solare e di 25 Watt con luce diffusa. La resa effettiva è attualmente pari ad un terzo di quella teorica dei pannelli a silicio ma alla metà della maggior parte di quelli in commercio. Ma con il vantaggio, per i nuovi pannelli, di poter funzionare tutto il giorno, anche con l'illuminazione assicurata dalle lampade a risparmio energetico. E già in questa condizione, destinata ad essere migliorata prima della messa in commercio, i pannelli possono coprire, in un'abitazione "media" almeno un terzo dei costi energetici. Con il vantaggio di un costo nettamente inferiore rispetto al fotovoltaico in silicio.
6. VIRUS. MIT (Massachusetts Institute of Technology) ed ENI, insieme nel programma "MIT Energy Initiative Solar Futures Program", hanno sperimentato un modo innovativo per realizzare celle fotovoltaiche ancora più efficienti, utilizzando dei nanotubi al carbonio modificati grazie ad un virus, geneticamene modificato, il M13 (infetta normalmente i batteri). Come può un virus creare energia? Scopriamolo!
L'utilizzo dei nanotubi al carbonio, presenti già nelle celle, nel fotovoltaico è sempre risultato difficoltoso in quanto se, da una parte, dimezzano i tempi di percorrenza degli elettroni all'interno delle celle, dall'altra parte hanno la tendenza di aggregarsi tra di loro, come calamite, ne riduce l'utilità. Il team di ricerca, infettando i nanotubi con il virus M13, ha risolto il problema. Il virus è in grado di generare una pellicola di biossido di titanio che tiene i nanotubi separati. In più il virus rende i nanotubi solubili in acqua, cosìcchè, d'ora in poi, potranno essere inseriti nelle celle solari con un processo a base d'acqua. Questo virus incrementa la resa dei pannelli solari del 32%, circa un 1/3 dello standard attuale.
"E' probabile che il modello di "assemblaggio del virus", ha permesso ai ricercatori di stabilire un migliore contatto tra le nanoparticelle di biossido di titanio e i nanotubi di carbonio. Tale contatto è essenziale per scacciare rapidamente gli elettroni generati dalla luce solare e rendere più efficiente il trasporto per la raccolta di elettrodi sulla superficie."( Prashant Kamat, professore di chimica e biochimica della Notre Dame University).
7. PISTACCHI. Tutti noi durante un aperitivo o solo come stuzzichino abbiamo dato fondo alla coppa dei pistacchi. Sono un po' come le ciliegie..uno tira l'altro! Potrebbero creare anche nuovi posti di lavoro perché se dal guscio si può sviluppare fino 19,26 Megajoule per chilogrammo a chi toccherà sbucciarli e mangiarli? L'idea del pistacchio come fonte di energia è venuta a una società francese, la Burgeap, analizzando una città turca, Gaziantep, che è tra le prime tre produttrici della varietà Antep. Il valore calorifico della biomassa prodotta grazie ai loro scarti potrebbe fornire riscaldamento a ben 55 ettari di edifici pubblici. Oltre che ad essere scaldati dai gusci di pistacchio gli abitanti turchi vedranno la loro città rifornita di pannelli fotovoltaici, di sistemi per il corretto smaltimento dei rifiuti e di un bacino di raccolta e recupero.
8.VETRO. Immaginate dei pannelli fotovoltaici. Si materializzerà nella vostra mente una serie di enormi pannelli scuri che non fanno filtrare neanche una particella di luce. Se il fotovoltaico è un'innovazione di per sé, l'innovazione non si deve fermare solo all'ide ama esplorare anche nuovi materiali e nuovi usi. Cos' nasce il vetro fotovoltaico, pannelli trasparenti perché hanno come base il vetro. Funzionano perché sono trattati con una speciale vernice di gel di silicio amorfo. Ognuno di noi vorrebbe però in casa qualcosa che "arreda", di colorato e di divertente e se i pannelli fotovoltaici non corrispondono proprio a questa definizione, forse la soluzione è il vetro solare colorato, inventato dalla Oxford Photovoltaic Limited, spin off dell'omonima università. Le celle sono trasparenti e prodotte con materiali che si trovano in abbondanza, né tossici né corrosivi, ed economici. Si stampano direttamente sul vetro con una serie di colori, quindi le celle si adattano perfettamente alle facciate. Attenzione però ai colori: il nero ha molta efficienza, il verde abbastanza, il blu meno.
(edificio ricoperto di pannelli fotovoltaici colorati)
9. ZINCO. Molto spesso si è parlato del fotovoltaico spray, con l'utilizzo di fosforo e zinco. Uno studio della Alberta University potrebbe trovare applicazione per questa tipologia di fotovoltaico soprattutto nei paesi poveri. I due elementi insieme consentirebbero di produrre a basso costo l'inchiostro fotovoltaic, che potrebbe sostituire in futuro il silicio e, in più, potrebbero consentire di avere uno spray da applicare a qualsiasi superficie.
10. MARCIAPIEDI e AUTOSTRADE. In un momento storico dove la forma fisica è il nuovo biglietto da visita, si è riusciti ad applicare il fotovoltaico anche al moto. Basterà camminare su pannelli fotovoltaici per produrre energia. La prima "Passeggiata Solare" è stata realizzata a Washington, grazie alla collaborazione della George Wasshington University con la società Studio 39 Landscape Architecture e la Onyx Solar. Se il marciapiede fotovoltaico è un'invenzione che va sottoscritta agli americani, la prima barriera autostradale fatta completamente di pannelli fotovoltaici è totalmente italiana. La barriere in questione è quella che ha il compito di attutire i rumori stradali, diventando anche un ottimo esempio di unione tra fine e mezzo. Questa barriera,composta da 1067 metri di pannelli fotovoltaici, è in funzione nel comune di Isera, sull'autostrada del Brennero, proteggendo il paese dai rumori al contempo produce elettricità che soddisfa il bisogno energetico dell'intero paese.
(Autostrada del Brennero - Pannelli fonoassorbenti e solari)
