La ricerca nell’ambito delle energie rinnovabili si evolve costantemente, portando alla luce innovazioni che possono trasformare il nostro approccio al consumo energetico. Un recente sviluppo in questo campo proviene dall’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), dove un’équipe di scienziati ha fatto una scoperta rivoluzionaria nel campo dell’energia idrovoltaica. Questo studio ha dimostrato che è possibile convertire l’energia generata dall’evaporazione in elettricità, utilizzando dispositivi nanometrici. Questa rivelazione non solo amplia il nostro arsenale di soluzioni per la produzione di energia rinnovabile, ma apre anche la strada a una maggiore efficacia nel recupero del calore di scarto.
Capire l’evaporazione come fonte di energia
L’evaporazione è un fenomeno naturale che, nonostante la sua ubiquità, nasconde un potenziale energetico spesso trascurato. Di fatto, quasi la metà dell’ energia solare che colpisce il nostro pianeta alimenta questo processo. Utilizzando l’effetto idrovoltaico, è possibile trasformare l’energia contenuta nell’evaporazione in elettricità . Questo processo avviene grazie ai nanocanali presenti nei dispositivi nanometrici, che facilitano il flusso dell’acqua, un po’ come avviene naturalmente nei microcapillari delle piante. L’efficienza di questo processo era precedentemente sconosciuta, specialmente per quanto riguarda l’influenza della salinità su tale meccanismo.
La fisica dietro la generazione di energia idrovoltaica
La mancanza di comprensione riguardo ai principi fisici che guidano la generazione di elettricità attraverso l’effetto idrovoltaico ha rappresentato a lungo un ostacolo nel suo sviluppo. Tacendo questo vuoto conoscitivo, la ricerca condotta all’EPFL dall’ingegnere Giulia Tagliabue e dal dottorando Tarique Anwar ha impiegato un mix di sperimentazioni e modellazioni multifisiche. Attraverso questo approccio, sono riusciti a caratterizzare in modo approfondito i vari flussi – di fluidi, ioni e effetti elettrostatici risultanti dall’interazione tra solido e liquido. Questo ha permesso di ottimizzare i dispositivi per la massima efficienza energetica.
Le sorprendenti capacità dei dispositivi idrovoltaici
Uno degli esiti più sorprendenti dello studio è stata la scoperta che i dispositivi idrovoltaici sono efficaci in condizioni di varia salinità. Questo contrasta con l’idea previa secondo cui l’acqua estremamente purificata fosse necessaria. L’uso di una tecnica innovativa chiamata litografia colloidale a nanosfere ha permesso di creare una rete esagonale di nanopilastri di silicio, ottimizzando i canali per l’evaporazione del fluido. Questa configurazione contribuisce a una maggiore comprensione dell’effetto del confinamento del fluido e dell’interazione tra il liquido e la superficie solida.
Utilizzi innovativi e sostenibili
L’evaporazione è un fenomeno costante, indipendentemente dalle condizioni ambientali, offrendo quindi un vasto potenziale per applicazioni pratiche. Dalla generazione di energia su larga scala al supporto di dispositivi connessi attraverso la generazione di elettricità dal sudore umano, l’orizzonte delle applicazioni sembra ampio e promettente. In questo contesto, gli sforzi dei ricercatori si focalizzeranno sullo sviluppo di un prototipo operativo sul Lago di Ginevra, con l’intento di esplorare il paradigma di un recupero efficiente del calore di scarto e di una produzione di energia rinnovabile sia su vasta che su piccola scala.
