I pannelli solari in legno possono diventare realtà?

I pannelli solari, come abitualmente compaiono davanti ai nostri occhi, non sono di certo in legno, ma pare che presto potrebbe aprirsi una nuova frontiera nell'utilizzo di questo materiale. 

Ricordiamo che i pannelli solari sono tipicamente:

• fotovoltaici per produrre energia elettrica
• termici per riscaldare l'acqua 
• solari a concentrazione, per produrre energia elettrica

I tradizionali pannelli sono composti da una fibra di vetro, dalle celle fotovoltaiche e da una lastra di alluminio che gli fa da cornice.

Dall'America  pensano invece che i pannelli tradizionali, che hanno comunque ancora un costo elevato possano essere sostituiti e migliorati attraverso un tipo di carta, che sfrutta le fibre di legno. La ricerca è stata effettuata dall' Università del Maryland , dalla South China University e dalla Nebraska-Lincoln University. Questo team di studiosi, proveniente da più parti, afferma che "un nuovo tipo di carta che è fatto di fibre di legno, con una trasparenza del 96%  potrebbe essere un materiale rivoluzionario per le celle solari di nuova generazione. Provenendo dalle piante, la carta è poco costosa e più ecologica rispetto ai substrati plastici, che sono spesso utilizzati nelle celle solari. Tuttavia, il suo più importante vantaggio è che supera il compromesso tra trasparenza ottica e foschia ottica che grava sulla maggior parte dei materiali".

Infatti uno dei problemi che si presenta su altri materiali è l'incapacità di questi di avere valori alti di opacità ottica. Solitamente arrivano ad avere una trasparenza del 90% e una opacità inferiore al 20%. Questo secondo elemento serve per aumentare l'assorbimento della luce trasmessa all'interno del materiale, che in questa carta a base di legno invece "riesce ad avere una trasparenza del 96% e un'opacità altissima del 60%, che è il più alto valore segnalato fino ad oggi dai substrati trasparenti".

(A) Uno schema della struttura gerarchica di un albero in cui ogni struttura è suddivisa al livello delle fibrille elementari. (B) la carta normale con microfibre ha una struttura microporosa che causa la dispersione della luce. (C) Il nuovo documento è costituito da fibre di legno TEMPO-ossidato per eliminare i micropori e migliorare la trasparenza ottica. © 2014 American Chemical Society

Il motivo per cui questo è possibile viene spiegato dai ricercatori, che affermano: "la ragione principale di questa buona prestazione in entrambe le aree è che la carta ha una struttura nanoporosa anziché una struttura microporosa. La carta normale è fatta di fibre di legno e ha una bassa trasparenza ottica a causa delle microcavità che esistono all'interno della struttura porosa, che causano la dispersione della luce. Nella nuova carta, questi micropori sono eliminati, al fine di migliorare la trasparenza ottica". Affinché questo fosse possibile gli scienziati hanno usato "un trattamento chiamato TEMPO per indebolire i legami idrogeni tra le microfibre che compongono le fibre del legno, e che portano queste a gonfiarsi e a collassare in una struttura densa, fitta di nanopori, piuttosto che micropori".

Per vedere se effettivamente questa scoperta poteva portare a qualcosa di rilevante concretamente e non fosse solamente uno studio che poi non potesse applicarsi, hanno deciso di testare la carta sulle celle solari. Hanno ricoperto così una lastra di silicio con un foglio di questa carta e hanno visto come vi fosse un aumento del 10% di efficienza, nella raccolta della luce. In questo modo anche i pannelli solari tradizionali che sono già installati potrebbero essere potenziati, grazie alla semplicità dell'installazione di questo materiale, che verrebbe semplicemente posato sopra la cella. 

I ricercatori fanno sapere che sarebbero interessati a collaborare con aziende che si occupano di produrre pannelli solari, e che vorrebbero produrre anche questo particolare tipo di carta. "L'alta opacità di questo materiale dimostra come la trasmissione ottica possa essere elevata utilizzando molto meno energia e tempo per l'elaborazione". Probabilmente sarà in futuro un nuovo modo più economico per la produzione di energia rinnovabile.