Realizzato un nuovo biocomposito di legno trasparente per l'accumulo di energia termica, che combina eccellenti proprietà di stoccaggio del calore, trasmittanza ottica regolabile e prestazioni meccaniche.
Come raffrescare casa senza aria condizionata
(Rinnovabili.it) – Come raffrescare casa senza usare l’aria condizionata o un climatizzatore? I più raccomandano di sfruttare le temperature più fresche delle prime ore del giorno e di puntare sull’ombreggiamento in quelle più calde, cercando di migliorare l’isolamento edilizio. Ma esistono anche soluzioni più innovative in grado di rendere le pareti domestiche componenti attivi nelle strategie per rinfrescare (ma anche riscaldare) gli ambienti interni. Uno di questi è la nuova batteria termica creata dal KTH Royal Institute of Technology di Stoccolma.
Il lavoro, guidato dalla ricercatrice Céline Montanari e colleghi, mirava a realizzare un innovativo materiale da costruzione, sostenibile e funzionale per il risparmio energetico. È nato così un nuovo biocomposito a base di legno trasparente, bucce di limone e noci di cocco dalle grandi promesse. Secondo il team infatti un domani potrebbe costituire l’elemento chiave per riscaldare e raffrescare casa come soluzione di accumulo di calore.
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La storia del legno trasparente
Il legno trasparente non costituisce una novità, soprattutto per il KTH Royal Institute of Technology. Il materiale è salito agli onori della cronaca nel 2016 grazie a studi svedesi e americani e ha da subito raggiunto trasmittanze ottiche straordinarie (circa 85%). Da allora gli scienziati del KTH hanno migliorato ulteriormente le sue proprietà regalandogli la capacità di assorbire e rilasciare calore. Il segreto? Originariamente l’impiego di polimeri di origine fossile, come il glicole polietilenico, che si comportano come materiali a cambiamento di fase e mostrano un’alta affinità con le fibre lignee.
Ma il centro di ricerca svedese voleva una ricetta più sostenibile, che alleggerisse il peso ambientale mantenendo alte le prestazioni meccaniche, ottiche e termiche. È così che si arriva alla formulazione attuale: un mix di legno e scarti della frutta, capaci di replicare la funzionalità del polimero fossile.
Batteria termica, la ricetta
Il processo inizia con la rimozione chimica della lignina dalle fibre di legno, creando dei minuscoli pori nella struttura. Si tratta di un passaggio fondamentale, dal momento che la lignina assorbe la luce ed è responsabile del colore marrone del legno. Ma non basta questo a rendere trasparente il prodotto che a questo stadio si presenta bianco.
Successivamente la struttura viene riempita con una molecola a base di agrumi, il poli(limonene acrilato), e una molecola ottenuta dall’olio di cocco, l’1-dodecanolo. Il limonene acrilato ripristina la forza del legno (compito normalmente affidato alla lignina) e ne modifica l’indice di rifrazione raggiungendo un’alta trasmittanza ottica. In altre parole, lo rende trasparente. Non solo.
Grazie alle molecole dell’olio di cocco, il composto agisce come un materiale a cambiamento di fase organico, funzionale per l’accumulo di calore latente. Quello che si ottiene è una vera e propria batteria termica. “Le molecole di cocco possono passare da solido a liquido che assorbe energia; o da liquido a solido che rilascia energia, più o meno allo stesso modo in cui l’acqua si congela e si scioglie”, spiega Montanari. Ma nel legno trasparente, questa transizione avviene a una temperatura di 24°C anziché 0°C. “Attraverso questa transizione, possiamo riscaldare o raffreddare l’ambiente circostante, a seconda delle necessità”, afferma Peter Olsén, del KTH e coautore della ricerca.
Riscaldare e rinfrescare casa con le batterie termiche edilizie
Il team spiega come la speciale batteria possa immagazzinare sia il caldo che il freddo. Cento chili di biocomposito utilizzati direttamente nella costruzione di edifici potrebbero far risparmiare circa 2,5 kWh al giorno in riscaldamento o raffreddamento a una temperatura ambiente di 24°C. Il punto di forza? La molteplicità di usi finali a cui si presta, sia in termini di trasparenza che di risparmio energetico: come materiale da costruzione per esterni e interni di abitazioni e uffici. O nella realizzazione di serre. “Quando il sole splende, il legno diventa trasparente e immagazzina più energia, mentre di notte diventa torbido e rilascia il calore accumulato durante il giorno. Ciò contribuirebbe a ridurre il consumo di energia per il riscaldamento e allo stesso tempo a migliorerebbe la crescita”. I ricercatori hanno riportato il proprio lavoro sulla rivista scientifica Small (testo in inglese).
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