Molecole per conservare l'energia solare all'infinito

ACCUMULARE ENERGIA IN MODO ILLIMITATO

Uno dei principali problemi legati alla tecnologia fotovoltaica, oggetto di costanti ricerche per il maggiore efficientamento, si lega alla possibilità di conservare l'energia prodotta in modo tale da renderla disponibile in modo continuo, anche negli orari e nei giorni nei quali la luce solare è assente o comunque insufficiente per far funzionare gli impianti al massimo della loro produttività.

La soluzione definitiva potrebbe arrivare dal MIT: i ricercatori del centro hanno messo a punto un sistema che permette di accumulare una grande quantità di energia in un piccolissimo spazio. A quanto pare, la soluzione ai problemi di accumulo energetico, non risiede nell'ampliamento delle dimensioni delle batterie. Al contrario, la soluzione è piccolissima, o meglio, molecolare.

LE POTENZIALITA' DEL PHOTOSWITCHING

I ricercatori del MIT, in collaborazione con la Harvard University, hanno trovato la soluzione ai problemi di accumulo all'interno del composto chimico photoswitch di azobenzene: le molecole di tale materiale sono in grado di accumulare energia per un periodo di tempo illimitato. Essa, trattenuta sotto forma di energia, può venire riutilizzata infinitamente senza che ne derivi la produzione di agenti inquinanti o gas serra. L'energia, prodotta tramite tecnologia fotovoltaica e immagazzinata sotto forma di calore, può trovare applicazione nel campo del riscaldamento domestico e utilizzata per cucinare o per garantire la fornitura di acqua calda.

Al momento, i ricercatori sono ancora al lavoro per la creazione di una struttura adatta all'immissione in commercio, obiettivo di non immediato raggiungimento, ma il primo importante traguardo è stato individuare la risposta naturale delle molecole photoswitch all'esposizione alla luce solare. La capacità di immagazzinare energia per un tempo illimitato, infatti, è una proprietà intrinseca di queste molecole, in grado di assumere due diverse forme e di passare da uno stato all'altro se esposte alla luce. L'energia accumulata durante il passaggio di stato viene mantenuta in modo stabile per un lungo periodo di tempo, facendo delle molecole una perfetta struttura per lo stoccaggio energetico.

Il sistema di rilascio dell'energia accumulata è semplice quanto quello di accumulo: è sufficiente esporre le molecole alla luce per generare il fenomeno di rilascio, permettendo alle molecole di riacquistare la forma precedente. L'energia viene rilasciata sotto forma di calore e le molecole sono pronte a subire nuovamente il processo di ricarica e di rilascio energetico.

(Schema di funzionamento delle molecole oggetto di studio dai ricercatori del MIT)

COME SFRUTTARE LE CARATTERISTICHE DELLE MOLECOLE?

La sfida, ora, è quella di legare insieme un numero sufficiente di molecole per avere a disposizione un quantitativo di energia che permetta di alimentare gli impianti domestici. Il primo tentativo di compiere questa operazione su nanotubi di carbonio è fallita solo in parte: i ricercatori non sono riusciti a legare insieme un numero sufficiente di molecole, ma hanno scoperto che l'incremento energetico, atteso intorno al 30%, è stato invece del 200%. Questo ha permesso loro di percorrere un'altra strada, puntando a legare insieme non più le molecole, ma i nanotubi di carbonio che fungono da loro supporto.

Oggetto di studio è anche il metodo di commercializzazione: ancora da realizzare, gli studiosi hanno ipotizzato una forma liquida del materiale, per poterlo collocare all'interno di un primo contenitore dal quale far defluire il liquido attraverso un tubo trasparente esposto alla luce solare. Durante il passaggio, le molecole possono caricarsi di energia, per poi confluire, ormai cariche e pronte al rilascio, all'interno di una seconda struttura contenitrice.