La nanotecnologia incontra il solare termodinamico: aumentata la conduttività termica del 25 per cento
Gli ultimi progressi del solare a concentrazione
(Rinnovabili.it) – Grandi risultati nella produzione energetica si posso ottenere, a volte, con cambiamenti davvero piccoli, praticamente minuscoli. È il caso del lavoro svolto da un gruppo di scienziati internazionali sul solare a concentrazione tramite l’approccio “nanotecnologico”. Mentre c’è chi tenta di migliorare l’efficienza della tecnologia lavorando su specchi e assorbitore, Andrey Yasinskiy della Siberian Federal University e alcuni colleghi si sono concentrati sulle prestazioni del fluido termovettore.
Negli impianti solari termodinamici, l’energia del sole viene concentrata su ricevitore dove passa un fluido organico che accumula e trasporta il calore. Il suo compito è quello di trasportare l’energia termica sino ad ad uno scambiatore di calore, per la produzione di vapore, o ad un serbatoio di accumulo. In questo contesto riuscire a ottimizzare le proprietà del mezzo di trasferimento del calore, significa poter aumentare la produttività stessa degli impianti solari.
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La soluzione implementata dal team prevede l’uso di nanofluidi, ossia una nuova classe di liquidi e gas contenenti nanoparticelle solide (diametro <100 nm) in grado di aumentare proprietà quali la conducibilità termica e i coefficienti di scambio termico. La ricetta di Yasinskiy ha richiesto nanoparticelle di TiO2, ossia biossido di titanio, un materiale oggi ampiamente utilizzato come catalizzatore o come pigmento in vernici e plastiche. Gli autori dello studio hanno aggiunto queste particelle, in diverse concentrazioni, ad un mezzo liquido costituito da bifenile e ossidi difenile. “Abbiamo stabilito che dopo l’aggiunta di nanoparticelle di titanio al fluido termovettore, le sue proprietà cambiano radicalmente”, spiega lo scienziato.
In particolare, le proprietà termiche sono migliorate significativamente, fino al 52,7% per il calore specifico isobarico e fino al 25,8% per la conducibilità termica. A tutte le temperature testate il nanofluido a base di TiO2 ha funzionato nel migliore dei modi, aumentando l’efficienza fino complessiva al 35,4% rispetto al fluido termovettore puro (HTF) utilizzato negli impianti di solare a concentrazione. “Pertanto – scrivono gli autori nell’articolo pubblicato su Science Direct – i nanofluidi basati su nanoparticelle di TiO2 sembrano essere un’alternativa promettente agli HTF negli impianti solari termodinamici”.
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