Un gruppo di ricercatori della University of New South Wales di Sydney, Australia, lavora a una tecnologia energetica che mira a ridurre uno dei limiti strutturali del fotovoltaico: l’assenza di produzione durante la notte. Il progetto si basa su un principio fisico diverso rispetto ai pannelli solari tradizionali e apre a possibili applicazioni nel settore spaziale.
Il sistema sfrutta la differenza di temperatura tra la superficie terrestre e il cielo notturno. Durante il giorno il suolo accumula calore, che di notte viene rilasciato sotto forma di radiazione infrarossa invisibile. Attraverso uno specifico componente, definito diodo termoradiativo, questa radiazione viene convertita direttamente in energia elettrica, senza passaggi intermedi. Dalle immagini scattate dal team è possibile vedere il calore trattenuto dalle superfici.
A differenza dei sistemi termici classici, qui non entra in gioco la produzione di vapore o il movimento meccanico. Il processo avviene in modo diretto, ma la potenza ottenibile risulta alquanto limitata. Le stime parlano di circa 1 watt per metro quadrato, un valore troppo basso per applicazioni terrestri su larga scala.
Una delle cause principali di questo limite risiede nell’atmosfera terrestre, che riduce il gradiente termico tra superficie e cielo. Nello spazio, però, questo ostacolo viene meno. Per questo motivo il team vede nei satelliti e nelle missioni di spazio profondo il primo scenario di utilizzo concreto.
Durante le fasi senza illuminazione solare diretta, anche brevi interruzioni di alimentazione rappresentano un problema serio. Un sistema capace di sfruttare il calore residuo del corpo del satellite, già riscaldato dal Sole, può fornire energia supplementare nei momenti critici.
Attualmente i satelliti, ad esempio, impiegano generatori termoelettrici basati su materiali rari e costosi, come il plutonio, per garantire continuità energetica. I diodi termoradiativi puntano invece su una soluzione più semplice ed economica dal punto di vista dei materiali, che utilizza il calore già presente nella struttura.
Le quantità di energia restano modeste, ma sufficienti per dispositivi a basso consumo. Come riporta la CNN, secondo i ricercatori questa tecnologia “è in grado di alimentare un orologio Casio sfruttando esclusivamente il calore corporeo“. Per queste piccole applicazioni, si tratta di una tecnologia tutto sommato interessante.
Allo stesso modo, senza scomodare lo spazio profondo, gli scienziati ritengono che l’applicazione possa rivelarsi interessante anche per le tute subacquee, ad esempio, un contesto in cui la dispersione del calore è più elevata.