L'accumulo energetico basato sui materiali a cambiamento di fase fa un balzo in avanti grazie al lavoro del Berkeley Lab aprendo le porte le porte a un futuro di pareti in grado di immagazzinare calore ed elettricità
Le potenzialità dei materiali a cambiamento di fase nella decarbonizzazione degli edifici
(Rinnovabili.it) – Un serbatoio di acqua calda (o fredda) potrebbe essere una batteria? Sì se si riuscisse ad immagazzinare quell’energia e impiegarla al momento del bisogno per alimentare, ad esempio, un sistema di riscaldamento domestico. In realtà le tecnologie di accumulo termico esistono da tempo ma le loro potenzialità, soprattutto in edilizia, sono spesso trascurate. Oggi gli scienziati del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) stanno lavorando per dare una nuova chance al comparto, superando i limiti del tradizionale accumulo termico ad acqua.
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Una delle risorse più promettenti in questo settore di ricerca è rappresentata dai materiali a cambiamento di fase, composti chimici che assorbono e rilasciano energia nella transizione dalla fase liquida a quella solida, e viceversa. Questi elementi hanno una serie di potenziali applicazioni in ambito tecnologico, dalle batterie elettrochimiche ai tessuti hi-tech passando per le grandi centrali elettriche. Ma uno spazio importante potrebbe essere ricavato anche in ambito residenziale.
Rendere invisibile l’accumulo termico ed elettrico
Negli edifici, i materiali a cambiamento di fase potrebbero essere aggiunti alla pareti o integrati direttamente nella muratura, agendo come una batteria termica per la struttura. In teoria il funzionamento sarebbe semplice. Con temperature ambiente superiori al punto di fusione del materiale, questo cambierebbe fase assorbendo il calore. In caso contrario, lo rilascerebbe.
Peccato che questi composti generalmente funzionano solo in un intervallo preciso di temperatura. Ciò significa che sarebbero necessari due materiali diversi per estate e inverno; il che aumenterebbe il costo di tali sistemi. Il Berkeley Lab ha studiato un modo per superare il problema grazie a quella che viene chiamata “sintonizzabilità dinamica“.
In uno studio pubblicato su Cell Reports Physical Science, un team di ricercatori del Berkeley Lab mostra come ha raggiunto la regolazione dinamica dinamica della temperatura del materiale utilizzando ioni. Il risultato è un composto unico che combina l’accumulo termico con quello elettrico, in modo da poter fornire sia calore che elettricità.
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“Questa nuova tecnologia è davvero speciale perché combina energia termica ed elettrica in un unico dispositivo”, ha affermato Gao Liu, leader dell’Applied Energy Materials Group, co-autore dello studio. “Funziona come una batteria termica ed elettrica. E questa capacità aumenta il potenziale di accumulo termico grazie alla capacità di regolare il punto di fusione del materiale in base alle diverse temperature ambiente”.
