Innovazione

La “foglia” fotovoltaica è più efficiente perché copia la natura

Una nuova tecnologia fotovoltaica a basso costo, ispirata alla forma delle foglie, promette di dare un'accelerata alla transizione energetica in tutto il mondo.

C'è un motivo se in natura le foglie hanno una determinata forma e struttura: ed è sia evoluzionistico sia funzionale. A questo hanno pensato i ricercatori dell'Imperial College di Londra quando hanno avuto l'idea di PV-leaf, una nuova tecnologia fotovoltaica ispirata alla forma delle foglie. I pannelli convenzionali riescono a catturare dal 10% al 25% dell'energia solare, convertendola in elettricità ma lasciandone la maggior parte inutilizzata.

Il problema è che, soprattutto nel corso delle calde giornate estive, tutta questa energia in eccesso tende a surriscaldare i sistemi, che devono essere rinfrescati tramite flussi d'acqua o d'aria. Quindi, oltre al dispendio di energia supplementare, ne risente anche l'efficienza stessa delle celle.

Ispirazione botanica. Gli scienziati britannici hanno perciò cercato di ripensare all'architettura dei pannelli in modo che questi potessero generare elettricità, calore e acqua pulita, accrescendo anche l'efficienza. Per compiere quest'impresa hanno cercato ispirazione nelle piante, che svolgono questo lavoro quotidianamente.

Fotosintesi in prestito. Così, studiandone la struttura e il funzionamento, gli scienziati sono giunti all'invenzione della "foglia fotovoltaica" (per l'appunto PhotoVoltaic-leaf), realizzata con materiali a basso costo. L'attenzione degli studiosi si è rivolta principalmente al processo di traspirazione, quello che consente di trasportare acqua dalle radici alle punte, aiutando a completare la fotosintesi.

Il funzionamento. Nel dettaglio, PV-leaf è composta da fibre naturali che spostano l'acqua da un serbatoio esterno verso la cella solare, e che consentono alla stessa di coprire l'intera superficie prima di evaporare. Vapore acqueo e calore in eccesso vengono poi catturati da un collettore insieme all'elettricità prodotta, e il tutto viene immagazzinato in un sistema intelligente.

Transizione energetica. Secondo i ricercatori, applicare questo innovativo design nella tecnologia fotovoltaica in tutto il Pianeta aiuterebbe ad accelerare la transizione energetica globale, portando a una serie di vantaggi concreti: come il 10% in più di elettricità prodotta, e poi la produzione di oltre 40 miliardi di metri cubi d'acqua dolce ogni anno, senza contare che la nuova tecnologia non utilizza costosi materiali porosi, ventole, unità di controllo o pompe, generando dunque un notevole risparmio anche in termini di costi di produzione e di smaltimento dei rifiuti.

21 settembre 2023 Simone Valtieri
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