I pannelli solari del futuro si ispirano alle foglie (e alla loro capacità di traspirazione)

Nel Regno Unito stanno sviluppando delle celle fotovoltaiche bio-ispirate: prendono spunto dalle foglie e sfruttano uno strato di traspirazione biomimetica che raffredda l’unità fotovoltaica incorporata utilizzando il calore in eccesso per produrre acqua ed energia.
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Sara Polotti 18 Settembre 2023

"Breakthrough in solar energy", dicono addirittura dall'Imperial College of London, dove l'hanno sviluppata: una svolta nel campo dell'energia solare. Ed effettivamente leggendo ciò che ricercatori e ricercatrici hanno scoperto, la speranza è molto alta.

Ma facciamo un passo indietro: presso il Centre for Environmental Policy dell'Imperial College di Londra è stata sviluppata una cella solare ispirata alle foglie. Si chiama Photovoltaic Leaf e il design prende spunto dalla struttura delle foglie e dalla loro capacità di traspirazione. Secondo chi l'ha disegnata, questo pannello fotovoltaico ha una capacità di produrre energia del 10% maggiore rispetto alle celle tradizionali e soprattutto riduce la dispersione dell'energia del 70%.

Le celle solari che si ispirano alle foglie

PV-leaf: cos'è

La PV-leaf, da Photovoltaic Leaf, è una cella fotovoltaica il cui disegno prende avvio esattamente da una semplice foglia. Le foglie, infatti, sono composte da diverse strutture che permettono loro di trasportare l'acqua dalle radici al loro corpo. Il processo si chiama traspirazione e su questo concetto si basa PV-leaf: la struttura bio-ispirata fa sì che l'acqua si muova, si distribuisca ed evapori, raffreddando le celle quando serve.

A spiegare meglio l'utilità di questa innovazione è Gan Huang, ricercatore onorario nel Dipartimento di Ingegneria Chimica e autore dello studio. Secondo lui, "questo design innovativo ha un enorme potenziale per migliorare significativamente le prestazioni dei pannelli solari, garantendo al contempo economicità e praticità".

I benefici

Gli esperimenti finora condotti presso l'università stanno dimostrando che una singola PV-leaf può generare oltre il 10% di elettricità in più rispetto ai pannelli solari convenzionali. Questi, infatti, per loro natura tendono a disperdere nell'ambiente fino al 70% dell'energia solare che catturano.

Allo stesso tempo, il design a foglia e la traspirazione eliminano la necessità di pompe, ventilatori, unità di controllo e materiali porosi costosi, generando potenzialmente ulteriore acqua pulita ed energia termica.

Questo significa che, implementando il sistema e distribuendo PV-leaf dove ce n'è bisogno, si potrebbero produrre – sempre secondo le stime di ricercatrici e ricercatori – oltre 40 miliardi di metri cubi di acqua dolce all'anno, se diventasse la tecnologia utilizzata per raggiungere gli obiettivi dei pannelli solari entro il 2050.

Acqua ed energia: i "pro" vanno in tandem

Il professor Christos Markides, responsabile del Laboratorio dei Processi di Energia Pulita e co-autore dello studio con Huang, ha rimarcato l'importanza di questo aspetto.

"L'implementazione di questo innovativo design simile a una foglia", spiega, "potrebbe contribuire ad accelerare la transizione energetica globale, affrontando contemporaneamente due sfide mondiali più urgenti: il bisogno di energia e quello di acqua dolce".