L’energia solare sta facendo enormi passi avanti come una fonte affidabile di energia rinnovabile, ma c’è ancora un sacco di potenziale non sfruttato in termini di efficienza delle celle fotovoltaiche e di ciò che accade durante la notte e durante il tempo inclemente. Ora la soluzione è stata presentata in forma di produzione di energia da gocce di pioggia.
La chiave per il nuovo processo è grafene: un materiale ‘meraviglia’ di cui abbiamo già sentito parlare. Poiché le gocce di pioggia non sono costituite da acqua pura, e contengono vari sali che scindono in ioni positivi e negativi, un team della Ocean University of China a Qingdao pensa che possiamo sfruttare l’energia tramite una semplice reazione chimica. In particolare, si desidera utilizzare fogli di grafene per separare gli ioni caricati positivamente in caso di pioggia (tra cui sodio, calcio e ammonio) e, a sua volta generare elettricità.
I primi test, utilizzando l’acqua leggermente salata per simulare la pioggia, sono stati promettenti: i ricercatori sono stati in grado di generare centinaia di microvolt e raggiungere un rispettabile 6,53 per cento solare-a-elettrica efficienza di conversione dal loro pannello solare personalizzato.
Per l’esperimento, il team ha utilizzato una pellicola sottile ed economica di cella solare denominata Cella di Grätzel. Dopo l’aggiunta di uno strato di grafene alla cella, è stato messo su un supporto trasparente di ossido di indio, stagno e plastica. Il concetto di cella solare ‘per tutte le stagioni’ ottenuto è stato quindi dotato di produrre energia sia da sole e il sostituto pioggia.
Quello che sta succedendo qui è che gli ioni caricati positivamente sono vincolanti allo strato ultra-sottile di grafene e formano un doppio strato (tecnicamente indicato come un pseudocapacitor) con gli elettroni già presenti. La potenziale differenza di energia tra i due strati è sufficiente per generare una corrente elettrica forte.
L’esperimento è ancora solo nella ‘proof of concept‘ di fase, quindi c’è ancora tanto lavoro da fare, ma i ricercatori sperano che le loro scoperte possano “guidare la progettazione” delle future celle solari per tutte le stagioni e contribuire alla crescente influenza delle energie rinnovabili.
Stanno ora lavorando sulla regolazione della tecnologia per gestire la varietà di ioni presenti in gocce di pioggia reali e capire come generare abbastanza elettricità dalle tipicamente basse concentrazioni.
Non è la prima volta che il grafene è stato utilizzato per incentivare le tecnologie ad energia solare: all’inizio di quest’anno, una squadra dal Regno Unito è stata in grado di creare un materiale grafene-based che è molto efficace per assorbire il calore ambientale e la luce, e che potrebbe portare energia solare a pannelli che possono lavorare con la luce del sole diffusa che trova la sua strada al chiuso.
In futuro si potrebbero creare celle fotovoltaiche in grado di catturare energia anche dalla luce non diretta.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Angewandte Chemie .
