Ilaria Rosella Pagliaro Celle solari rivoluzionarie ispirate alle piante in grado di produrre energia e acqua potabile: il futuro dell'energia sostenibile
@Gan Huang/©Imperial College London
In questi ultimi anni, i ricercatori stanno studiando le soluzioni più disparate per riuscire ad ottenere più energia pulita e acqua, risorse sempre più preziose e indispensabili. Per questo, infatti, gli scienziati dell’Imperial College di Londra hanno pensato alla realizzazione di alcune celle solari a dir poco rivoluzionarie, che hanno ribattezzato come PV-leaf (PhotoVoltaic-leaf), ovvero “foglia fotovoltaica“.
Anche se il meccanismo è simile, la PV-Leaf non somiglia a una foglia reale, ma i ricercatori britannici hanno dato questo nome alla loro innovazione per la capacità della nuova cella di utilizzare alcune caratteristiche delle piante per produrre più energia e perfino acqua potabiile. Queste celle solari imitano il meccanismo delle piante per raffreddare il sistema e aumentare l’efficienza del pannello. Gli scienziati si sono ispirati alla capacità delle piante di trasportare l’acqua dalle radici alle foglie attraverso un processo chiamato “traspirazione“.
©Nature
Come funziona
La foglia fotovoltaica applica il processo di traspirazione per far circolare ed evaporare l’acqua di un serbatoio esterno collegato alla cella, in modo da abbassare le temperature di funzionamento e migliorare l’efficienza energetica.
Per riprodurre la rete venosa delle foglie che porta l’acqua, gli scienziati hanno inserito nella cella uno strato di fibre di bambù di circa 1 mm, mentre per riprodurre le cellule spugnose, e quindi la traspirazione, hanno usato delle piccole celle di idrogel, distribuite in modo uniforme tra le fibre vegetali.
Con una serie di esperimenti, i ricercatori hanno dimostrato che la loro foglia fotovoltaica può produrre oltre il 10% di elettricità in più rispetto ai pannelli solari normali, che invece sprecano quasi il 70% dell’energia solare che ricevono.
Se si tiene conto anche della produzione di calore derivata dal vapore di traspirazione, l’efficienza energetica della PV-leaf (che è ancora un prototipo ed è grande 10 cm x 10 cm) ha raggiunto il 74,5%, mentre quella di una cella normale è solo del 13,2%, come spiegato dal dottor Gan Huang, ricercatore onorario presso il Dipartimento di ingegneria chimica e autore dello studio:
Questo design innovativo ha un enorme potenziale per migliorare significativamente le prestazioni dei pannelli solari, garantendo al contempo convenienza e praticità.
Infine, c’è anche un altro vantaggio: la foglia fotovoltaica riesce a trasformare l’acqua salata in acqua potabile. Se questa tecnologia fosse usata su larga scala, potrebbe fornire oltre 40 miliardi di metri cubi di acqua potabile all’anno, come evidenziato dal professor Christos Markides, autore dello studio:
L’implementazione di questo innovativo design simile a una foglia potrebbe aiutare ad accelerare la transizione energetica globale, affrontando al contempo due pressanti sfide globali: la necessità di maggiore energia e acqua potabile.
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Fonte: Nature
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