I ricercatori dell'Università di Houston hanno segnalato un nuovo dispositivo in grado di catturare in modo efficiente l'energia solare e di immagazzinarla fino a quando non è necessaria, promettente per applicazioni che vanno dalla generazione di energia alla distillazione e alla desalinizzazione.

A differenza dei pannelli solari e delle celle solari, che si affidano alla tecnologia fotovoltaica per la generazione diretta di energia elettrica, il dispositivo ibrido cattura il calore del sole e lo immagazzina come energia termica. Affronta alcuni dei problemi che hanno bloccato l'adozione su più ampia scala dell'energia solare, suggerendo una strada per utilizzare l'energia solare 24 ore su 24, nonostante le limitate ore di sole, giornate nuvolose e altri vincoli.

Il lavoro, descritto in un articolo pubblicato mercoledì in Joule , combina l'accumulo di energia molecolare e l'accumulo di calore latente per produrre un dispositivo integrato di raccolta e stoccaggio per un potenziale funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7. I ricercatori riportano un'efficienza di raccolta del 73% in operazioni su piccola scala e fino al 90% in operazioni su larga scala.

Di notte è stato recuperato fino all'80% dell'energia immagazzinata, e i ricercatori hanno detto che il recupero diurno era ancora più alto.

Hadi Ghasemi, Bill D. Cook Professore Associato di Ingegneria Meccanica presso l'UH e autore corrispondente per l'articolo, ha detto che il raccolto ad alta efficienza è dovuto, in parte, alla capacità del dispositivo di catturare l'intero spettro della luce solare, raccogliendolo per l'uso immediato e convertendo l'eccesso in accumulo di energia molecolare.

Il dispositivo è stato sintetizzato utilizzando norbornadiene-quadricyclane come materiale di stoccaggio molecolare, un composto organico che, secondo i ricercatori, dimostra un'elevata energia specifica e un eccezionale rilascio di calore pur rimanendo stabile per lunghi tempi di conservazione. Ghasemi ha affermato che lo stesso concetto potrebbe essere applicato utilizzando materiali diversi, consentendo di ottimizzare le prestazioni, comprese le temperature di esercizio e l'efficienza.

T. Randall Lee, Cullen Distinguished University Chair professore di chimica e un autore corrispondente, ha detto che il dispositivo offre una migliore efficienza in diversi modi:l'energia solare viene immagazzinata in forma molecolare piuttosto che come calore, che si dissolve nel tempo, e il sistema integrato riduce anche le perdite termiche perché non c'è bisogno di trasportare l'energia immagazzinata attraverso le tubazioni.

"Durante il giorno, l'energia solare termica può essere raccolta a temperature fino a 120 gradi centigradi (circa 248 Fahrenheit), " ha detto Lee, che è anche un investigatore principale per il Texas Center for Superconductivity all'UH. "Di notte, quando l'irraggiamento solare è basso o assente, l'energia immagazzinata viene raccolta dal materiale di accumulo molecolare, che può convertirlo da una molecola a energia più bassa a una molecola a più alta energia."

Ciò consente all'energia immagazzinata di produrre energia termica a una temperatura più elevata di notte rispetto al giorno, aumentando la quantità di energia disponibile anche quando il sole non splende, Egli ha detto.