28 marzo 2024
Aggiornato 12:30
Il segreto sta nella separazione delle cariche

Pannelli solari in grado di immagazzinare energia per settimane

Oggi gli impianti fotovoltaici riescono ad accumulare elettricità solo per alcune frazioni di secondo, ma in futuro lo faranno per giorni grazie a una nuova tecnologia messa a punto dall'Università della California (Ucla) che prende ispirazione dalla fotosintesi vegetale. I risultati ottenuti dal team di ricerca californiano sono stati pubblicati sulla rivista Science

WASHINGTON – I pannelli fotovoltaici del futuro saranno in grado di immagazzinare energia per diverse settimane, contro le frazioni di secondo di oggi, grazie a una nuova tecnologia messa a punto dall'Università della California (Ucla) che prende ispirazione dalla fotosintesi vegetale. I risultati ottenuti dal team di ricerca californiano sono stati pubblicati sulla rivista Science.

LA SEPARAZIONE DELLE CARICHE ELETTRICHE - «La natura è veramente brava a generare energia dalla luce del sole», ha spiegato Sarah Tolbert, una delle co-autrici dello studio, e «le piante lo fanno attraverso la fotosintesi in maniera veramente efficiente». Tolbert ha illustrato il processo naturale in dettaglio: «Nella fotosintesi, le piante che sono esposte alla luce solare utilizzano sapientemente strutture organizzate in nanoscala all'interno delle loro cellule per separare rapidamente le cariche elettriche, spingendo gli elettroni lontano dalle molecole caricate positivamente che vengono lasciate dietro e mantenendo divise le cariche negative da quelle positive». Il segreto di tanta efficienza «sta proprio nella separazione», ha aggiunto Tolbert.

LA GIUSTA FORMA ALLE MOLECOLE - Gli scienziati della Ucla hanno voluto riprodurre il meccanismo nei pannelli solari in plastica, molto meno costosi di quelli in silicio, ma anche meno efficienti perché meno capaci di mantenere separate le due cariche. Fino a ora i pannelli plastici «non sono assemblati con strutture definite, che invece troviamo nelle piante, perché prima d'oggi non abbiamo saputo come farle», ha detto la ricercatrice. «Con questo nuovo sistema si dividono le cariche e le si mantiene separate per giorni o addirittura settimane. Una volta realizzata la giusta struttura, si migliora enormemente la capacità di immagazzinare energia». Alla Ucla hanno scoperto che invece di utilizzare la forma classica utilizzata nei materiali plastici fotovoltaici, simile a un piatto di spaghetti con polpette, dove la pasta è rappresentata dal polimero che assorbe l'energia solare e le polpette da a un accettatore di fullereni (molecole in carbonio dalle proprietà simile alla grafite) è più efficiente costruire la struttura in maniera più lineare così da non disperdere elettroni. Organizzando il tutto in maniera più lineare, con i fullereni disposti precisamente sia all'interno che all'esterno è possibile separare per settimane gli elettroni dal polimero.

ADDIO SOSTANZE TOSSICHE - L'altro grande vantaggio di questa nuova forma data alle molecole è che non c'è bisogno di soluzioni altamente tossiche per assemblare le strutture ma semplicemente di acqua, ha aggiunto una altro co-autore della ricerca, Benjamin Schwartz. Per ora non sono stati assemblati pannelli fotovoltaici con questa nuova tecnica ma dalla Ucla hanno voluto dimostrare la possibilità di organizzare materiali fotovoltaici low cost in maniera molto efficiente. Il prossimo step, ha concluso un altro co-autore, Yves Rubin, «sarà replicare quanto provato fin'ora in soluzioni liquide e realizzare circuiti chiusi, a quel punto saremo veramente vicini all'applicazione pratica».