Catturare energia usando ombre e luce, l’innovazione Made in Singapore

Creato un dispositivo che utilizza il contrasto tra aree illuminate e ombreggiate per generare una tensione e produrre elettricità.

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Credits: Royal Society of Chemistry

 

Sono più di 70 anni che la luce solare è studiata e usata per produrre energia. E se un domani riuscissimo a sfruttare anche le ombre? Nell’impresa si sono cimentati alcuni ricercatori dell’Università Nazionale di Singapore, decisi a dare a questo effetto ottico un nuovo ruolo nel catturare energia rinnovabile. Il gruppo ha creato un dispositivo chiamato generatore elettrico ad effetto ombra (shadow-effect energy generator – SEG), che utilizza il contrasto tra aree illuminate e non per produrre elettricità. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista scientifica Energy & Environmental Science (testo in iglese) il 15 aprile 2020. 

“Le ombre sono onnipresenti e spesso le diamo per scontate”, ha spiegato il professor Tan Swee Ching, capo del team di ricerca. “Nelle convenzionali applicazioni fotovoltaiche o optoelettroniche la loro presenza rappresenta un danno poiché diminuisce le prestazioni dei dispositivi. In questo lavoro abbiamo sfruttato il contrasto luce-ombre come fonte indiretta di energia”. 

Ma come è possibile, nella pratica catturare energia da questo effetto? Gli scienziati hanno creato un prototipo di SEG costituito da una base in plastica trasparente flessibile e quattro cellesolari; ognuna di queste consiste in un sottile film d’oro depositato su un wafer di silicio. Quando il SEG è posto completamente al sole o completamente all’ombra, genera poca o nessuna elettricità. Tuttavia, quando la luce colpisce solo metà del corpo, si produce una differenza di tensione tra le sezioni illuminate e non. Questa differenza, a sua volta, produce una corrente elettrica.

Durante i test di laboratorio il sistema, oscurato per metà, è stato in grado di alimentare piccoli dispositivi come un orologio digitale (1,2 V). E ha mostrato un’efficienza doppia rispetto ad un modulo fotovoltaico di capacità simile e nelle stesse condizioni.

Il team ha anche dimostrato che il SEG può fungere da sensore autoalimentato per il monitoraggio di oggetti in movimento. Quando un ombra gli passa davanti, attiva il sensore che registra la presenza e il movimento dell’eventuale oggetto. Il prossimo passo del gruppo sarà quello di sostituire l’oro con un materiale più economico, al fine di ridurre ulteriormente il costo della tecnologia.