Il fotovoltaico che funziona con la pioggia

Pioggia, da nemica ad amica del fotovoltaico

Uno degli ostacoli che tutt’ora limita la diffusione capillare della tecnologia fotovoltaica è l’intermittenza dell’approvvigionamento energetico. Detta in parole semplici, i pannelli fotovoltaici funzionano a regime soltanto di giorno e in caso di bel tempo, ovvero quando l’irradiazione solare c’è ed è forte. Ma le cose potrebbero cambiare in futuro. Una spinta in tal senso arriva da un’idea innovativa che viene dalla Cina, dove due diversi team di ricerca, uno proveniente dalla Ocean University of China, nella Cina orientale e l’altro dalla Yunnan Normal University di Kunming, nel Sud del paese, stanno lavorando ad una cella fotovoltaica che riesce a produrre energia anche in caso di pioggia. Anzi, proprio grazie all’acqua piovana. Il segreto di questo processo innovativo risiede nel grafene, con cui è stato rivestito il pannello.

Una reazione chimica che crea corrente

Ma andiamo per passi. Le gocce di pioggia non sono costituite esclusivamente da acqua ma anche da alcuni sali, come calcio e sodio, che si scindono in ioni positivi e negativi. A contatto con il grafene gli ioni positivi sono in grado di legarsi, grazie a una reazione chimica nota come ‘reazione acido-base di Lewis’, agli elettroni presenti sulla superficie del rivestimento.  È in questo punto di contatto che si crea una sorta di condensatore e la differenza di potenziale tra gli strati riesce a generare una tensione trasformabile in corrente elettrica.

Ancora in fase di sperimentazione

Lo studio, pubblicato sulla rivista Angewandte Chemie della German Chemical Society, è ancora in fase sperimentale. E sono diversi gli aspetti e le problematiche che devono essere affrontate e risolte. Prima fra tutte quella dell’efficienza. Dai primi test, effettuati con un film sottile low cost chiamata ‘Cella di Grätzel‘ e utilizzando acqua salata artificialmente, i pannelli hanno infatti dimostrato un’efficienza massima del 6,5% che, se confrontata con i livelli medi di efficienza di un pannello fotovoltaico ‘tradizionale’, che si attestano intorno al 22%, è decisamente bassa. Ma se consideriamo che si tratta di un progetto prototipale, il risultato è in realtà molto incoraggiante.

Il prossimo step per i ricercatori sarà quello di lavorare sulla regolazione e potenziamento della tecnologia per gestire la varietà di ioni presenti nelle ‘vere’ gocce di pioggia e capire quindi qual modifiche dovranno essere apportate in modo da generare una quantità sufficiente di elettricità dalle celle a bassa concentrazione.

Un futuro promettente per l’energia fotovoltaica

A dire il vero non è la prima volta che il grafene viene utilizzato in modo sperimentale per migliorare la tecnologia fotovoltaica. Proprio all’inizio di quest’anno un team di ricerca dell’UK ha sviluppato un materiale a base di grafene in grado di assorbire calore e luce dall’ambiente e che potrebbe essere applicato ai pannelli fotovoltaici, pensati per gli interni.

Sicuramente ci vorrà del tempo prima che questi sistemi possano essere commercializzati ma sono la testimonianza di come, nel campo del fotovoltaico, si stia investendo molto su più fronti, dai materiali ai sistemi di accumulo, per renderla una tecnologia sicura ed affidabile a prescindere dalle condizioni ambientali e meteorlogiche.