Nuova fonte energetica: dagli Stati Uniti arriva l’energia pulita che farà dimenticare il carbon fossile

L’uso di carbon fossile per produrre energia elettrica è in netta diminuzione a livello globale, fattore che spinge verso la ricerca di qualche nuova fonte energetica che lo sostituisca. Alcuni Paesi sono più virtuosi di altri: pensiamo all’Olanda, ad esempio, che vuole chiudere tutte le centrali nel giro di alcuni anni per rispettare gli accordi sul clima previsti dalla Conferenza Internazionale di Parigi del 2015. Ci sono, poi, altri Stati, costretti a diminuire l’utilizzo di carbone per combattere l’eccessivo smog presente: è il caso della Cina. La situazione italiana, invece, pare in controtendenza, con la recente riapertura di 2 impianti a carbone.

Il sale marino usato come nuova fonte energetica

Gli estuari dei fiumi sono ecosistemi in costante movimento, dove le acque salate dei mari si mescolano a quelle dolci dei fiumi. Si possono anche definire come laboratori a cielo aperto e, per questo, gli scienziati sono molto interessati ai meccanismi che li regolano. I ricercatori della Penn State University hanno sviluppato una tecnologia ibrida che, unendo i sistemi più efficaci utilizzati fino a questo momento, consente di produrre energia sfruttando la differenza di concentrazione salina dell’acqua. Grazie a tale nuova fonte energetica ricavabile dalle acque degli estuari, dovrebbe essere possibile produrre circa il 40% del fabbisogno totale di energia elettrica.

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Poiché una recente indagine del National Renewable Energy Laboratory (NREL) ha rivelato che i tetti solari potrebbero fornire il 25% del fabbisogno energetico degli Stati Uniti, l’unione delle 2 tecnologie potrebbe far calare drasticamente il ricorso al combustibile fossile come fonte energetica.

I metodi utilizzati fino ad oggi per ricavare energia dalle acque salate

Ad oggi il sistema più efficace e più comunemente usato per ottenere energia elettrica sfruttando la differenza di concentrazione salina delle acque è il PRO, acronimo di Pressure-retarded Osmosis. L’osmosi a pressione ritardata consente il passaggio dell’acqua attraverso una membrana semi-permeabile che, sostanzialmente, la filtra. Da un lato rimane, quindi, una concentrazione salina molto più elevata che produce una pressione osmotica capace di muovere una turbina, generando potenza. L’inconveniente di tale metodo è, però, la tendenza delle membrane ad intasarsi con facilità, fattore che impedisce di sfruttare questa nuova fonte energetica in prossimità di acque eccessivamente salate. Il secondo sistema, denominato RED (Reverse ElectroDialysis), risolve alcuni dei problemi del primo, trasportando il sale non più tramite l’acqua ma direttamente attraverso le membrane. Il problema principale di tale metodo, però, è l’impossibilità di ottenere grandi quantità di energia. Infatti, attualmente, con la tecnologia RED non si produce neanche un terzo della potenza ricavata col PRO.

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Dalla combinazione del sistema RED con il nuovo CapMix si ottiene un forte aumento della produzione energetica

I ricercatori della Pennsylvania State University hanno fronteggiato i problemi principali creando una cella di flusso elettrochimica che presenta le tecnologie RED e Capacitive (CapMix) in combinazione. Quest’ultima è una tecnologia abbastanza recente che permette di trarre energia dalla tensione che si viene a formare fra 2 elettrodi immersi in acqua, nel momento in cui la concentrazione salina cambia. L’inconveniente di tale sistema, come già visto per il RED, è la scarsità di potenza prodotta, utilizzandolo da solo. Ma combinando le 2 tecnologie, come hanno dimostrato i ricercatori di Penn State, è possibile aumentare di più di 4 volte l’energia ottenuta dal solo metodo RED. In conclusione, sarà possibile ricavare un quantitativo di potenza più grande anche rispetto al sistema PRO.

Costi di gestione degli impianti e prospettive per il futuro

Se tale tecnologia utilizzata per sfruttare la nuova fonte energetica proveniente dalle acque è efficace come suggerisce questa ricerca, ogni Paese potrebbe semplicemente attingere dalle proprie acque per farla funzionare. Naturalmente, attivare e gestire dei nuovi impianti presenta dei costi che non tutti gli Stati sono in grado permettersi, per quanto il team della Penn State University e altre squadre in tutto il Mondo abbiano lavorato non solo per perfezionare la tecnologia, ma anche per mantenere i prezzi accessibili per la maggior parte dei Paesi.

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Per quanto i risultati siano davvero promettenti, il lavoro non è ancora concluso. I ricercatori devono verificare la stabilità degli elettrodi nel tempo in modo da rendere il sistema affidabile e sicuro. Hanno anche bisogno di sapere in che modo gli altri elementi presenti nell’acqua come il solfato e il magnesio potrebbero influenzare il comportamento chimico del sale. Ci auguriamo che i risultati dei test che stanno effettuando siano positivi sulla lunga durata in modo che questa nuova fonte energetica pulita possa essere sfruttata nel miglior modo possibile. Poiché gli Stati Uniti si stanno muovendo, al momento, in direzione di ulteriori deregolamentazione dell’industria dei combustibili fossili, il momento potrebbe essere davvero giusto per dare la spinta definitiva ad un modello di approvvigionamento energetico basato su fonti pulite e rinnovabili.