Celle fotovoltaiche che si autoriparano
Dagli Stati Uniti d’America l’ultima scoperta del fotovoltaico: celle che agiscono come piante durante la fotosintesi clorofilliana
Le celle come le cellule. Non è un semplice gioco di parole, bensì un’altra, l’ennesima interessante novità dal mondo del fotovoltaico. Le celle possono ripararsi da sole. L’ultima scoperta ingegneristica ha sede negli Stati Uniti d’America, dislocata su due importanti centri di ricerca: il Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Boston e l’Università americana di Purdue, nello Stato dell’Indiana. Al primo, guidato da Michael Strano – professore di ingegneria chimica – il merito di aver dato inizio alle sperimentazioni già da qualche mese; al secondo, con il contributo di tutti i ricercatori, l’onere e l’onore di proseguire sulle linee guida già tracciate, portando ulteriori progressi a tale complessa tecnologia.
Entriamo nel dettaglio, cominciando dalla spiegazione della frase di apertura: è previsto il funzionamento interno delle celle fotovoltaiche in modalità analoga a quella delle cellule nelle piante durante il processo di fotosintesi clorofilliana. Come in quest’ultimo, infatti, va riconosciuto un moto perpetuo delle cellule nella fase di assorbimento dei raggi solari, di modo che il ricambio costante impedisca alle cellule stesse di logorarsi, allo stesso modo le molecole all’interno delle celle si smontano e riassemblano di continuo, evitando così l’usura.
Come sono composte queste molecole?
Si tratta di nanotubi in carbonio che entrano in relazione – e reazione – con lipidi e proteine, così da organizzarsi in strutture ordinate; da questa base di partenza la cella sviluppata utilizza un colorante naturale che assorbe la luce e contiene cromofori, ossia delle molecole simili alla clorofilla che, però, hanno lo svantaggio di degradarsi.
La tecnica sviluppata alla Purdue – come afferma Jong Hyun Choi, professore assistente di ingegneria meccanica all’Ateneo dell’Indiana – consente di sostituire i cromofori danneggiati proprio come avviene nelle piante, rendendo quindi virtualmente indefinita, e infinita, la capacità della cella organica di lavorare in piena efficienza. A questa piattaforma sono ancorate sequenze di Dna, programmate per riconoscere i cromofori e ripararli o sostituirli.
Questa nuova tecnica va a rimpiazzare le “obsolete” celle fotovoltaiche realizzate prevalentemente di silicio cristallino, poiché, sempre grazie alle ricerche del MIT di Boston, spesso la loro efficienza diminuisce del 10% dopo le prime 60 ore di lavoro.
Risultato: maggiore durata nel tempo delle celle, efficienza che può arrivare anche ad un aumento del 40%, notevole riduzione dei costi di manutenzione.
Quel che va precisato, comunque, è che si tratta di un’ideazione ancora agli albori, che viaggia su un’ipotesi scientifica più potenziale, in prospettiva, che effettiva, anche perché l’idea di realizzare artificialmente un processo naturale perfetto come quello della fotosintesi risulta intrigante ed ambizioso, ma anche complesso.
Le ricerche fin qui condotte, tuttavia, mostrano segnali ottimisti in proiezione futura, anche grazie ai sempre maggiori investimenti che si fanno in questo settore.
6 Maggio 2024
