Una nuova fonte di energia rinnovabile potrebbe essere ricavata dai raggi infrarossi emessi dalla Terra nello spazio. È quanto ha scoperto alla Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) degli Stati Uniti l’équipe di ricerca coordinata dall’italiano Federico Capasso. Capasso è un fisico di fama mondiale specializzato nel campo dei semiconduttori, co-inventore del rivoluzionario laser a cascata quantica, sperimentato per la prima volta nel 1994.

Lo studio, pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences, ha individuato due diversi metodi per sfruttare l’energia delle radiazioni infrarosse emesse dalla Terra, una fonte mai sfruttata finora. Il primo processo ricorda quello di un pannello solare termico, mentre il secondo si ispira al meccanismo base di un pannello fotovoltaico. La Terra, riscaldata costantemente dal sole, è decisamente più calda rispetto allo spazio gelido circostante. Il principio alla base degli studi di Capasso mira a sfruttare questo squilibrio termico per generare energia pulita, creando dei dispositivi appositi denominati EEH, Emissive energy harvesters.

Il primo dispositivo per ricavare energia rinnovabile dagli infrarossi potrebbe consistere di una piastra bollente, alla temperatura della Terra e dell’atmosfera, sormontata da una lastra fredda. La piastra fredda, rivolta verso l’alto, sarebbe costituita da un materiale ad alta emissività che si raffredda in modo molto efficiente, irradiando il calore nello spazio. Secondo le stime dei ricercatori, la differenza termica tra le due piastre potrebbe generare un paio di watt per metro quadrato, sia di giorno che di notte, risolvendo il problema dell’approvvigionamento energetico quando il sole tramonta o è oscurato completamente dalle nubi.

Il secondo dispositivo sfrutterebbe la differenza di temperatura tra diodi e antenne, due componenti nanotecnologiche. Un pannello rivestito in superficie da un tetto di antenne microscopiche potrebbe generare energia, sfruttando le emissioni infrarosse proiettate dalla Terra nello spazio per raffreddare gli elettroni in una parte del circuito. Sulla base del principio di Gunn, inventore del diodo utilizzato nei radar della polizia, se il diodo è a una temperatura superiore a quella della resistenza, la corrente verrà spinta in una sola direzione, producendo una tensione positiva.

Creare un diodo a infrarossi efficiente resta però una sfida difficile, come sottolineano gli stessi ricercatori, smorzando i facili entusiasmi. Al momento dispositivi per produrre energia rinnovabile dagli infrarossi risulterebbero costosi e scarsamente produttivi, ma questo studio pone senza dubbio le basi per ricerche future più promettenti e proficue.

4 marzo 2014
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