Un materiale di nuova concezione potrebbe estendere il campo di applicazione del calore solare.

C'è un grande interesse a produrre un sistema solare passivo in grado di raccogliere il calore solare alle temperature necessarie per il riscaldamento degli ambienti, la lavorazione degli alimenti e molti processi industriali, e che sia allo stesso tempo meno costoso dei sistemi solari a concentrazione.

Ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno messo a punto un nuovo tipo di aerogel, con una struttura in silice, che lascia passare facilmente la luce solare ma impedisce al calore di fuoriuscire. I risultati sono descritti nella rivista ACS Nano.

Gli aerogel, materiali simili alla schiuma, sono sviluppati da anni come materiali isolanti altamente efficienti e leggeri. In genere però sono dotati di una trasparenza limitata alla luce visibile, con un livello di trasmissione di circa il 70%.

Sviluppare un modo per rendere gli aerogel sufficientemente trasparenti per la raccolta del calore solare è stato un processo lungo e difficile che ha coinvolto diversi ricercatori del MIT per circa quattro anni. Il risultato è un aerogel che lascia passare oltre il 95% della luce solare in entrata pur mantenendo le sue proprietà altamente isolanti.

I ricercatori del MIT hanno usato questo nuovo aerogel per realizzare un dispositivo solare passivo che hanno testato sul tetto del campus del MIT con risultati eccellenti: il dispositivo è stato in grado di raggiungere e mantenere una temperatura di 220 °C, nel bel mezzo dell'inverno con l'aria esterna ad una temperatura inferiore a 0 °C. Tali temperature elevate in precedenza erano raggiungibili utilizzando solo sistemi solari a concentrazione. Poiché questo dispositivo non richiede concentrazione, risultando quindi più semplice e meno costoso, potrebbe potenzialmente essere utilizzabile per un'ampia varietà di applicazioni che richiedono calore a temperature elevate.

Il nuovo aerogel può essere utilizzato anche per migliorare le prestazioni dei dispositivi solari passivi attualmente disponibili sul mercato. Ad esempio, i collettori solari piani sono spesso utilizzati per produrre acqua calda sanitaria, producendo temperature di circa 80 °C. Ma le temperature più elevate, raggiungibili grazie al nuovo aerogel, potrebbero rendere tali sistemi utilizzabili anche per il riscaldamento domestico e persino per l'alimentazione di un condizionatore d'aria. Le versioni su scala più ampia poi potrebbero essere utilizzate per fornire calore ad un'ampia varietà di applicazioni: processi chimici, produzione alimentare e produzione industriale.

I materiali usati per produrre questo nuovo aerogel sono tutti abbondanti e poco costosi. Un'analisi economica preliminare mostra che un sistema solare passivo basato su questo nuovo aerogel può essere economicamente sostenibile per molti usi, specialmente in confronto ai collettori solari sottovuoto.

 

fonte: Massachusetts Institute of Technology

   
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