Utilizzando un nuovo materiale creato in laboratorio è stata realizzata una cella solare che recupera con efficienza il calore di scarto per trasformarlo in elettricità
(Rinnovabili.it) – Una cella solare che funzioni anche di notte? E’ possibile impiegando metamateriali, ossia composti creati artificialmente a cui sono conferite le proprietà elettromagnetiche desiderate. E’ questo, infatti, l’approccio scelto da un gruppo di fisici dell’Università nazionale australiana (ANU) e dell’Università della California (UC Berkeley) che insieme hanno realizzato un dispositivo termofotovoltaico super efficiente.
Come funziona il termofotovoltaico
Le celle termofotovoltaiche costituiscono una piccola evoluzione rispetto alle tradizionali celle solari. Oltre a trasformare la luce in elettricità sono in grado di recuperare il calore di scarto sotto forma di radiazione infrarossa per convertirla a sua volta in corrente elettrica. Questo le rende, almeno in teoria, due volte più efficienti delle celle convenzionali dal momento che non hanno bisogno luce solare diretta per generare elettricità, ma possono semplicemente sia convertire il calore perso dalla cella durante il giorno che raccoglierlo da una fonte esterna quando è buio.
Il metamateriale nanostrutturato
I problemi pratici tuttavia non mancano. Il lavoro del gruppo sta tentando di risolverli utilizzando un nuovo metamateriale che si illumina in modo insolito quando riscaldato. Per crearlo, i ricercatori hanno impilato dieci fogli composti da nano particelle d’oro alternati con altri dieci realizzati in fluoruro di magnesio (con spessore, rispettivamente, di 30 nm e 45 nm) uno sopra l’altro sopra una sottile base in nitruro di silicio. Utilizzando un macchinario specializzato, hanno quindi praticato dei piccolissimi fori per tutta la lunghezza del materiale.
Tutto questo lavoro ha reso il composto nano strutturato in grado di irradiare il calore in direzioni specifiche. La geometria del metamateriale può anche essere ottimizzata per emettere radiazioni ad uno specifico intervallo spettrale, a differenza di materiali standard che emettono il calore in tutte le direzioni e con una vasta gamma di lunghezze d’onda infrarosse. “Le cellule termo fotovoltaiche hanno il potenziale per essere molto più efficienti rispetto alle celle solari”, spiega Sergey Kruk dalla Scuola di Fisica e Ingegneria dell’ANU. “Il nostro metamateriale supera diversi ostacoli e potrebbe contribuire a sbloccare il potenziale di questa tecnologia”.
