Grazie all’aiuto della nanotecnologica, un team di scienziati sviluppa una nuova tecnica per trasformare le ordinarie finestre in “radiatori solari"
Nanoantenne nel cuore delle finestre solari passive
(Rinnovabili.it) – Da semplici vetri di infissi a radiatori trasparenti alimentati dal sole. Questo il passaggio evolutivo ricreato all’Università di Göteborg, in Svezia. Qui, un gruppo di ricercatori, in collaborazione con colleghi provenienti da Cina, Iran e Stati Uniti, ha creato delle nuove finestre solari passive capaci di contribuire in maniera sostanziale al risparmio energetico domestico. “Abbiamo sviluppato un modo sorprendentemente semplice, economico ed efficace per trasformare le normali finestre in vetro in schermi termici a energia solare, in grado di modificare in maniera significativa l’equilibrio termico gli ambienti domestici e di lavoro”, spiega Alexandre Dmitriev, ricercatore dell’ateneo svedese e co-autore del paper pubblicato su di Nano Letters. Un contributo essenziale “soprattutto se si pensa alla crescente quantità di superfici vetrate utilizzate nell’architettura moderna”.
L’idea alla base delle finestre solari passive è la stessa adottata da alcune celle fotovoltaiche: sfruttare le proprietà plasmoniche delle nanoparticelle metalliche (un’eccitazione collettiva associata alle oscillazioni degli elettroni) in modo da catturare radiazioni a lunghezza d’onda predefinita e aumentarne il tempo di “intrappolamento” nello strato attivo.
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In questo caso, le minuscole antenne sono costituite da sandwich di ossido di alluminio nichelato e modellate direttamente sul vetro. Con l’aiuto delle oscillazioni degli elettroni che si creano sulla superficie di questi materiali (dette per l’appunto “plasmoni superficiali”), le nanoantenne migliorano l’assorbimento dei raggi solari, riscaldando l’intera superficie.
Nel nuovo studio i ricercatori hanno dimostrato la direzionalità nell’assorbimento luminoso: quando il sole colpisce il vetro delle finestre solari passive, la luce viene assorbita in modo più efficiente dal lato esterno (quello rivestito dalle nanoantenne) rispetto alla parte posteriore (substrato). Il risultato? La finestra acquista circa 10 gradi centigradi in più, interrompendo la dissipazione di calore degli ambienti interni. E dal momento che le nanoantenne sono altamente modulari, possono essere trasferite o “verniciate” su qualsiasi superficie.
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“Tutti questi vantaggi possono portare a applicazioni in cui avere simultaneamente trasparenza, direzionalità e proprietà termiche, con possibilità di aggiungere elementi come il raffreddamento passivo radiativo e l’isolamento termico”, ha aggiunto Dmitriev. “Queste antenne potrebbero anche essere accoppiate a sistemi molecolari in grado di memorizzare la luce del sole sotto forma di calore e cederla su richiesta”.
In futuro, il team prevede di raggiungere incrementi di temperatura ancora più grandi, consentendo alle superfici di assorbire le radiazioni ultraviolette e quelle vicine all’infrarosso.
