Stoccaggio energia termica solare di lungo periodo: un nuovo materiale
Un risultato importante quello di un team di ricerca della Lancaster University, che hanno scoperto come generare un materiale composito capace di catturare energia termica solare, immagazzinarla per lunghi periodi.
Di grande rilevanza la possibilità di immagazzinare energia termica solare per lunghi periodi di tempo, visto che mentre con il fotovoltaico è possibile trasformarla in elettricità da conservare nelle batterie per giorni, più arduo è lo stoccaggio di lungo periodo di energia solare termica, sopratutto se si parla di mesi o addirittura di anni. In questo caso specifico la chimica fa la sua parte, con lo studio di nuovi materiali che, attraverso i loro legami, possano fungere da autentiche “batterie termiche”.
E’ proprio in questo ambito di studio che si colloca la ricerca “Long-Term Solar Energy Storage under Ambient Conditions in a MOF-Based Solid–Solid Phase-Change Material”, elaborata e redatta dal tema di ricerca della Lancaster University, che ha analizzato una particolare struttura metallo-organica o MOF, scoprendo le sue attitudini ad immagazzinare energia solare a temperatura ambiente per lunghi mesi, rendendola disponibile al momento del bisogno sotto forma di calore.
Nello specifico i MOF sono costituiti da una struttura a rete di ioni metallici collegati da molecole a base di carbonio che formano strutture tridimensionali. La proprietà principale di questa tipologia di composti è la porosità, che rende possibile la creazione di materiali compositi ospitando altre piccole molecole all’interno dei loro alvei vuoti. Più in particolare, la ricerca si è concentrata su una struttura metallo-organica sintetizzata precedentemente da un altro team di ricerca dell’Università di Kyoto in Giappone, conosciuta come “DMOF1”.
Partendo da tale elemento, gli scienziati sono riusciti a caricare le aree porose della MOF, con molecole di azobenzene, un composto che assorbe bene la luce agendo come un foto-interruttore molecolare. Il materiale possiede in altri termini la In altre parole possiede la proprietà di assumere strutture diverse (isomeria) e con esse diverse differenti proprietà sia fisiche che chimiche, mantenendo la stessa formula e nello specifico di passare da una forma “più energetica” ad una “meno energetica”.
Durante le fasi di test, i ricercatori hanno sottoposto il nuovo materiale ad una sorgente di luce luce UV, le cui radiazioni hanno determinato il cambio della forma delle molecole di azobenzene in una configurazione tesa all’interno dei pori MOF. Il nuovo processo realizzato immagazzina l’energia solare in un modo simile all’energia potenziale di una molla caricata, per il cui rilascio è sufficiente applicare un po’ di calore esterno che agisce come innesco per un rapido cambiamento di stato che a sua volta fornisce ulteriore calore.
Sulla nuova ricerca il commento del primo autore dello studio, il dott. John Griffin: “Il materiale funziona un po’ come quelli a cambiamento di fase, che vengono utilizzati negli scaldamani. Tuttavia, mentre quest’ultimi necessitano di essere scaldati nuovamente per essere ricaricati, il nostro materiale cattura energia ‘libera’ direttamente dal sole. Inoltre non ha parti mobili o elettroniche e quindi non ci sono perdite coinvolte nello stoccaggio e rilascio dell’energia”. Una serie di ulteriori test di laboratorio hanno evidenziato anche che il nuovo materiale sarebbe in grado di immagazzinare energia solare per almeno quattro mesi, aspetto quest’ultimo di grande rilevanza, dal momento che molti materiali fotosensibili tornano allo stadio di partenza appena entro poche ore o al massimo pochi giorni.
La Redazione di Ecquologia
