Pannelli solari ricavati dall'erba tagliata? Il progetto del MIT Center for Biomedical Engineering

E' il MIT Center for Biomedical Engineering ad aver ideato il nuovo pannello solare costruito con un sistema completamente vegetale ed ecosostenibile che permetterà di fruire dell'erba tagliata, anche quella del vostro prato, per realizzare degli innovativi pannelli solari che permetteranno di convertire la luce solare in energia elettrica fruibile per la vostra abitazione.

Il progetto del MIT Center for Biomedical Engineering ha l'idea di ottenere e di presentare sul mercato del fotovoltaico organico e vegetale, un pannello solare vegetale ricavato direttamente dall'erba tagliata di scarto.

Le celle fotovoltaiche di un tradizionale pannello solare, fruiranno di un materiale vegetale inutilizzato per la loro produzione e, di conseguenza anche per la generazione di energia rinnovabile, pulita, gratuita e soprattutto un'energia che arriva da materie prime che altrimenti verrebbero gettate, premendo per un meccanismo di continuo riciclo degli scarti prodotti in natura. Il pannello solare realizzato con l'erba di scarto diventa così un'alternativa alle celle solari tradizionali.

Il pannello solare ricavato dall'erba appena tagliata: il progetto del MIT Center for Biomedical Engineering

Il progetto innovativo ha la sua origine dagli studi del ricercatore del MIT, Andreas Mershin, il quale ha ripreso un'intuizione di Shuguang Zhang, scienziato e direttore associato dello stesso MIT Center for Biomedical Engineering, già proposto circa otto anni fa, ma mai andato in porto nella realizzazione e nella possibile commercializzazione su vasta scala, in modo da poter essere utilizzato nelle abitazioni e da utenti civili e industriali.

Lo scienziato Shuguang Zhang ha progettato e studiato il suo progetto unendo un complesso di molecole all'interno delle cellule vegetali, chiamate fotosistema-I (PS-I), che avviano la fotosintesi. Le cellule del fotosistema-I (PS-I) vengono utilizzate, dunque, dallo scienziato Shuguang Zhang per creare uno strato sul vetro della cella fotovoltaica, generando la produzione di energia elettrica nel momento in cui si avvia il meccanismo della fotosintesi clorofilliana e si ha il contatto con la luce.

Fasi di elaborazione del pannello solare ricavato dall'erba: la bassa efficienza energetica

In una prima fase di elaborazione, il progetto della realizzazione di un pannello solare ricavato dall'erba si era rivelato molto costoso, soprattutto nell'assemblaggio e nella stabilizzazione delle molecole fotosistema-I (PS-I), inoltre, con la prima cella solare si era ottenuta un'efficienza energetica molto bassa, non adatta alla realizzazione di un sistema fotovoltaico che potesse garantire elevate prestazioni energetiche.

Solo successivamente si è riusciti ad ottenere una cella solare di media efficienza energetica, anche se nel laboratorio del  MIT Center for Biomedical Engineering continuano le ricerche per trasformare il progetto del pannello solare ricavato dall'erba in un sistema fotovoltaico che possa soddisfare le esigenze energetiche di un'abitazione standard, per poi essere realizzato e commercializzato su scala industriale.

Il pannello solare ricavato dall'erba odierno: l'ispirazione dei pini che assorbono la luce dal buio dei boschi

Attraverso ulteriori studi di laboratorio, il MIT Center for Biomedical Engineering ha compreso che l'unico modo per aumentare l'efficienza energetica di questa tipologia di pannello solare è quella di esporre maggiormente alle radiazioni solari lo strato della cella in cui è presente la materia vegetale e le molecole del PS-I.  

Il meccanismo di inserimento di uno strato vegetale prodotto sulle celle solari era stato ispirato dallo scienziato Shuguang Zhang dalla modalità in cui i pini assorbono la luce solare nel buio dei boschi, arrivando all'idea della creazione di una foresta su un microscopico chip.

Le applicazioni del pannello solare ricavato dall'erba del MIT Center for Biomedical Engineering

Il progetto di un pannello solare realizzato con materia organico è di particolare importanza nell'aiuto alle popolazioni che ancora non fruiscono della luce e dell'illuminazione come un bene utile e necessario al confort della vita umana, e l'utilizzo dei rifiuti agricoli, in un territorio in cui l'agricoltura è l'attività principale, diventa un sistema non solo completamente ecosostenibile, ma soprattutto l'unico possibile.

La realizzazione di un pannello solare ricavato dall'erba di scarto diventa, dunque, un vantaggio nell'integrazione delle biomolecole nella costruzione delle celle solari organiche utilizzando nuclei biologicamente prodotti e completamente naturali.

Una seconda ricerca che arriva dai Paesi Bassi: il pannello solare di erba tra radici e batteri del terreno

Lo stesso progetto di realizzazione di un pannello solare ricavato dall'erba è stata studiato nei Paesi Bassi da un gruppo di ricercatori dell'Università di Wageningen, utilizzando un progetto del 2007 dello stesso ateneo che aveva visto utilizzare i fili d'erba per produrre energia elettrica dalle celle solari.

In questo caso, il progetto della produzione di energia elettrica sarebbe stato ideato da un processo biologico che combina radici delle piante, che rilasciano nel terreno una percentuale altissima di materiale organico prodotto dalla fotosintesi, e i batteri presenti nel terreno stesso, che degradano i residui organici della fotosintesi rilasciando elettroni utili alla generazione dell'energia elettrica.

Il progetto è stato portato avanti da un gruppo di ricercatori, sotto la guida del professore Marjolein Helder, basandosi su questo principio naturale, il quale grazie allo studio del posizionamento degli elettrodi intorno alle piante, ha evidenziato la possibilità di sfruttare le potenzialità di cattura degli elettroni per generare elettricità con la differenza di potenziale che si produce fra gli elettrodi.

Le celle solari prodotte dal gruppo di ricercatori e dal professore Marjolein Helder sono già in grado di produrre 0,4 Watt per metro quadrato di superficie di erba, con la prospettiva reale di arrivare alla generazione di circa 3,2 Watt per metro quadrato, riducendo sensibilmente il consumo di combustibili esauribili e anche della produzione di sistemi fotovoltaici che utilizzano delle elevate quantità di silicio.

(Esempio di pini che assorbono la luce dal buio dei boschi, ovvero in una situazione in cui l'irraggiamento solare è nullo o quasi inesistente, meccanismo che avrebbe ispirato il progetto dello scienziato Shuguang Zhang)