A prima vista sembrerebbe una contraddizione: mettere una cella solare proprio dove la luce del Sole diventa sempre pi\u00f9 debole via via che si scende. Eppure un gruppo di ricercatori della Yunnan University, in Cina, \u00e8 riuscito a produrre elettricit\u00e0 con moduli fotovoltaici immersi fino a 10 metri di profondit\u00e0 nel Mar cinese meridionale. Non si tratta, per\u00f2, dei comuni pannelli di silicio installati sui tetti delle nostre abitazioni, bens\u00ec di celle realizzate con perovskiti ad alogenuri di piombo, ossia dei materiali semiconduttori le cui caratteristiche possono essere modificate per assorbire determinate porzioni dello spettro luminoso. Il risultato, pubblicato sulla rivista Joule, non prefigura per\u00f2 sterminate centrali solari sui fondali marini: l’obiettivo \u00e8 molto pi\u00f9 concreto e puntuale, e riguarda l’alimentazione di sensori, telecamere, sistemi di comunicazione e di piccoli robot che oggi dipendono da batterie o da collegamenti con la superficie. Per capire perch\u00e9 il sistema funzioni bisogna innanzitutto considerare che l’acqua non \u00abspegne\u00bb tutta la luce nello stesso modo. Le lunghezze d’onda maggiori, soprattutto sullo spettro del rosso e dell’infrarosso, vengono assorbite rapidamente, mentre quelle comprese grossomodo tra 400 e 600 nanometri \u2013 che vanno dal blu fino a parte dell’arancione \u2013 riescono a penetrare pi\u00f9 in profondit\u00e0. I ricercatori hanno quindi progettato una perovskite con un band gap di circa 1,96 elettronvolt: in parole semplici, hanno regolato il materiale affinch\u00e9 fosse particolarmente adatto a trasformare proprio i fotoni che sopravvivono meglio al viaggio attraverso l’acqua. In laboratorio, sotto una luce artificiale che simulava lo spettro presente a 10 metri di profondit\u00e0, le celle hanno raggiunto un’efficienza di conversione del 34,71%. Il dato non significa che sott’acqua producono pi\u00f9 elettricit\u00e0 che sulla terraferma: l’energia luminosa disponibile \u00e8 infatti molto inferiore, ma una quota particolarmente elevata di quella poca luce rimasta viene convertita in elettricit\u00e0. Dopo gli esperimenti in laboratorio, i ricercatori hanno montato moduli con una superficie attiva di 115 centimetri quadrati su piccoli robot subacquei e li hanno immersi vicino all’isola di Weizhou, nel Mar cinese meridionale. In due ore di esposizione al Sole hanno raccolto 1.416 milliwattora di energia a 2 metri di profondit\u00e0, 752 a 6 metri e ancora 324 a 10 metri: quantit\u00e0 modeste rispetto a quelle richieste da un elettrodomestico, ma sufficienti per ricaricare piccole batterie agli ioni di litio o per accendere dei LED. Anche la durata sembra promettente, almeno sulla carta. Dopo 1.160 ore di funzionamento continuo sotto un’illuminazione artificiale equivalente a quella presente a 10 metri, le celle non hanno mostrato un degrado significativo e dai test di invecchiamento accelerato gli autori hanno stimato una vita utile di circa 5,5 anni. Si tratta per\u00f2 di una previsione ottenuta in laboratorio, non della dimostrazione che un pannello lasciato realmente cinque anni in mare manterrebbe le stesse prestazioni. \u00c8 proprio qui che questa tecnologia potrebbe diventare interessante. Un sensore che misura temperatura e salinit\u00e0, una telecamera che osserva un allevamento ittico o una stazione di monitoraggio acustico possono consumare poca energia ma dover funzionare per mesi o per anni, spesso in luoghi difficili da raggiungere. Produrre elettricit\u00e0 direttamente in loco consentirebbe di ricaricarne continuamente le batterie, riducendo gli interventi necessari per sostituirle o i costosi cablaggi che le collegano alla superficie. Restano per\u00f2 parecchi i problemi da risolvere: bisogner\u00e0 capire fino a quale profondit\u00e0 il sistema potrebbe funzionare, garantire che l’incapsulamento impedisca all’acqua salata di raggiungere i delicati materiali e valutare l’effetto del biofouling, cio\u00e8 l’accumulo di alghe e altri microrganismi marini sulle superfici, che potrebbe schermare progressivamente la luce. Ma il principio \u00e8 stato dimostrato: almeno nei primi metri di profondit\u00e0 dell’oceano, i dispositivi del futuro potrebbero sfruttare direttamente sott’acqua la luce del Sole necessaria ad alimentarli.<\/p>\n\n\n\n
Simone Valtieri<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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