Creata la “spugna solare” in grafite che converte la luce solare in vapore con l’85% di efficienza

Creata la spugna solare in grafite che converte la luce solare in vapore con il 85 di efficienza
I ricercatori del MIT (Massachusetts Institute of Technology)  hanno creato un nuovo materiale a buon mercato con un forno a microonde, che converte la luce solare in vapore con un incredibile 85% di efficienza. Ciò potrebbe avere importanti ripercussioni in tema di desalinizzazione e sterilizzazione, e forse per la generazione di energia solare termica concentrata.

Spugnoso grafite di carbonio macchina a vapore solare del MIT - diagramma a sinistra in azione sulla
Spugnoso grafite di carbonio macchina a vapore solare del MIT – diagramma a sinistra, in azione sulla destra

Il nuovo materiale, sviluppato dall’ingegnere meccanico del MIT Hadi Ghasemi, è costituita da un disco a doppio strato sottile. Lo strato inferiore è costituito da schiuma in carbonio spugnoso che funge anche da dispositivo di galleggiamento e un isolante termico che impedisce all’energia solare di disperdersi nel liquido sottostante. Lo strato superiore – il livello attivo – è costituito da scaglie di grafite che sono stati espansi utilizzando un forno a microonde. Il forno a microonde provoca la grafite a ribollire “proprio come popcorn”  secondo Gang Chen, un altro ricercatore coinvolto nel lavoro.

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Quando la luce solare colpisce la grafite, i punti caldi vengono creati per attingere l’acqua attraverso la schiuma di carbonio attraverso l’azione capillare. Quando l’acqua raggiunge i punti caldi in grafite, c’è abbastanza calore per trasformare l’acqua in vapore. L’efficienza del materiale è legata alla quantità di luce incidente – ad una concentrazione solare (intensità) di 10 volte quella di una tipica giornata di sole. L’85% dell’energia solare viene quindi convertita in vapore (supponendo che ci sia abbastanza acqua nelle vicinanze; questo non può magicamente creare vapore dal nulla). “Ci possono essere diverse combinazioni di materiali che possono essere utilizzati in questi due livelli che possono portare a efficienze superiori a concentrazioni più basse”, dice Ghasemi.

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Quanto a ciò, questa piccola spugnosa fabbrica di vapore potrebbe in realtà essere utilizzata per una varietà di possibilità. I bassi requisiti di intensità solare (10x è facile da ottenere con un obiettivo semplice o riflettore) significa che questo potrebbe essere un ottimo modo di produrre acqua pulita o apparecchiature di sterilizzazione (a questo giorno, il vapore è ancora un modo molto popolare per la sterilizzazione di cose). La dissalazione di massa è un’altra possibilità, anche se ci chiediamo se la schiuma di carbonio non possa intasarsi con i cristalli di sale rimasti.

grafite dalla spugna solare

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E poi c’è la possibilità più emozionante: la generazione di energia buona. In moderna generazione di energia concentrata solare termico , lenti di Fresnel o riflettori parabolici sono utilizzati per concentrare la luce solare fino a 1.000 volte. Se il vapore può essere prodotto solo con l’intensità di 10 soli, quindi i costi di sistema possono probabilmente essere ridotti e l’efficienza complessiva aumentata. Molto più lavoro deve essere fatto prima che questa roba rivoluzioni la produzione di energia, anche se: “ooh, questa roba produce vapore”. Finora, però, il MIT non è andato più in là: come abbiamo accennato prima, per quanto riguarda la desalinizzazione, è molto probabile che questo nuovo materiale possa intasare con depositi minerali piuttosto rapidamente, distruggendo completamente ogni parvenza di efficienza.

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Comunque, ci sarebbero diversi modi per combatterlo. Se il MIT ha davvero incappato in un modo semplice ed economico per la produzione di vapore dalla luce solare, allora questa potrebbe essere una grande novità.

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