Un gruppo di ricercatori dimostra come la produzione di energia tramite osmosi possa essere ottimizzata utilizzando la luce

Membrane 2D e luce solare concentrata, la chiave per sdoganare l’energia blu

(Rinnovabili.it) – Esiste una fonte energetica rinnovabile ancora poco sviluppata e decisamente sottostimata, che potrebbe tuttavia fornire elettricità pulita in maniera costante ed affidabile. Parliamo di quella che in gergo è chiamata energia blu, termine che incarna tutti i tentativi di raccogliere il potere proveniente dalla miscelazione di acqua salata con quella dolce.

La differenza di potenziale chimico tra due liquidi con diversa concentrazione salina, infatti, possiede immense quantità di energia: si calcola che in ogni metro cubo di acqua vi siano contenuti 2.3 MJ teorici.

Per sfruttare questo potenziale si ricorre all’osmosi, un processo naturale in cui le molecole migrano da una soluzione concentrata a una più diluita attraverso una membrana semi-permeabile fino a bilanciare le concentrazioni. La tecnologia ha diversi anni alle spalle e alcuni timidi esperimenti realizzati sugli estuari dei fiumi, ma il settore è ancora ben lontano dall’essere commercialmente valido.

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Una promettente svolta potrebbe arrivare dal lavoro che sta conducendo il Politecnico di Losanna (EPFL). Qui un gruppo di ricercatori ha testato un nuovo tipo di membra bidimensionale a nanopori, mostrando come la luce riesca a migliorare le prestazioni del sistema ottimizzando la produzione di energia blu.

Nel dettaglio, il team nel 2016 aveva dimostrato in laboratorio i vantaggi delle membrane 2D nella produzione di energia osmotica. Il sistema creato coinvolgeva due compartimenti pieni di liquido, a concentrazioni saline marcatamente differenti, separati da uno strato di disolfuro di molibdeno (MoS2) con un solo minuscolo foro nel mezzo su scala nanoscopica. La hiave del processo è l’ata selettività del poro che consente solo agli ioni caricati positivamente di passarvi attraverso, mentre respinge quelli con carica negativa.

Per rendere il tutto utilizzabile nella pratica però, la membrana deve essere carica e piena di nanopori d’identiche dimensioni. I ricercatori hanno risolto contemporaneamente questi due problemi usando laser a bassa intensità. La luce rilascia elettroni e li fa accumulare sulla superficie della membrana, aumentando la carica superficiale del materiale. Di conseguenza, i fori sono più selettivi e il flusso di corrente aumenta. “Nel loro insieme, questi due effetti significano che non dobbiamo preoccuparci tanto delle dimensioni dei nanopori”, spiega Martina Lihter, una ricercatrice del LBEN. “Questa è una buona notizia per la produzione su larga scala della tecnologia, dal momento che i buchi non devono essere perfetti e uniformi”. Secondo gli scienziati, nella realtà il laser potrebbe essere sostituito da un sistema di specchi e lenti per concentrare la luce solare. “Essenzialmente, il sistema potrebbe generare energia osmotica giorno e notte”, spiega Michael Graf, l’autore principale del documento, “raddoppiando l’output durante le ore diurne”.

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