Il sole nelle nostre mani

Catturare e immagazzinare l'energia della luce con la possibilità di rilasciarla a comando. Una scoperta che potrebbe cambiare radicalmente la nostra vita.

Un gruppo di ricerca dell’università di Santa Barbara (Usa) ha messo a punto un sistema molecolare capace di trasformare la luce in energia chimica immagazzinata, aprendo una pista interessante per l’accumulo termico. Protagonista la pirimidone, una molecola derivata da strutture affini ai mattoni del DNA e riprogettata per funzionare come materiale MOST, acronimo di Molecular Solar Thermal Storage. Il principio è elegante, la molecola assorbe radiazione ultravioletta a 300 nanometri e si converte in un isomero di Dewar, una configurazione ad alta tensione interna che trattiene l’energia nei legami chimici invece di disperderla subito. 
La parte più rilevante non è solo la reazione, ma la sua gestione. Il sistema è stato concepito senza solvente e in un contesto compatibile con l’acqua, un aspetto decisivo perché uno dei limiti storici delle tecnologie MOST è proprio il rilascio controllato dell’energia accumulata. Qui, invece, la scarica è rapida e misurabile: aggiungendo HCl (acido cloridrico) a una piccola quantità di Dewar pirimidone in acqua, la soluzione raggiunge 100°C e inizia a bollire in meno di un secondo. Il risultato è un trasferimento macroscopico di calore, pulito e immediato.

Sul piano delle prestazioni il dato è notevole, poiché la densità energetica gravimetrica arriva a 1,65 MJ/kg, valore che supera quello di o,9 MJ/kg delle celle al litio standard. Ma la differenza è logicamente funzionale, dato che qui non si ottiene il rilascio di un flusso di elettroni ma di calore diretto. Nondimeno ciò la rende una tecnologia interessante per l’automotive, dove il fabbisogno termico è una delle voci più costose in termini di energia a bordo, specie con le Bev.
In prospettiva, i campi di applicazione più plausibili sono il riscaldamento dell’abitacolo nelle EV, lo sbrinamento rapido di parabrezza e lunotti, il preriscaldamento di batterie e componenti in clima freddo. In tutti questi casi, un serbatoio molecolare caricato con la luce durante la sosta potrebbe rilasciare calore on demand, alleggerendo o evitando il carico sulla batteria di trazione.

D'altro canto il limite è oggi altrettanto evidente: l’assorbimento di energia nel solo campo dell'ultravioletto restringe molto la quantità di energia solare realmente sfruttabile. 
Ma la direzione è tracciata. Non siamo ancora di fronte a una tecnologia in produzione, ma questa una svolta epocale, il primo sistema capace di immagazzinare la luce in forma chimica senza dispersioni e limiti di tempo.