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3 tecnologie che salveranno il pianeta

Poco tempo fa, in Italia come nel resto del mondo, si sono svolte molteplici manifestazioni in difesa dell’ambiente. In onore di questa tematica sempre più importante, andiamo a parlare di alcune tecnologie ecosostenibili, che possono dare un contributo significativo al benessere del nostro pianeta.

 

Batterie

Cominciamo parlando di batterie; tutti, a casa o a lavoro, abbiamo dispositivi alimentati a batteria. Purtroppo, però, anche la produzione delle batterie rischia di compromettere il nostro ecosistema e, per questo motivo, numerosi centri di ricerca stanno cercando di sviluppare delle batterie biologiche. Le ricerche sulla green energy mirano a sostituire i materiali tossici all’interno delle batterie con elementi più naturali e quindi meno dannosi che, una volta concluso il loro utilizzo, possano essere facilmente smaltite o che, semplicemente, durino più a lungo. Andiamo a vedere nel dettaglio alcuni esempi.

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Batterie fatte di foglie. Nell’università del Maryland, negli Stati Uniti, alcune ricerche hanno evidenziato come sia possibile realizzare anodi (ovvero il polo negativo di una batteria) utilizzando semplicemente le comunissime foglie, con un particolare riguardo per quelle di quercia. Quest’ultime, infatti, sembrano essere quelle con più “capacità di accumulo”, anche quando vengono portate a temperature altissime e, come si può immaginare, non inquinano. Stiamo comunque parlando di una sperimentazione ancora alle prime fasi, e gli scienziati vogliono continuare le ricerche su altri tipi di foglie e su altri materiali simili, come le bucce di alcuni tipi di frutta.

Batterie al grafene. Il grafene è un materiale costituito da atomi di carbonio, diverso dalla grafite. Quest’ultima si ottiene quando gli atomi di carbonio si legano in maniera casuale, mentre quando la loro struttura è ordinata si ottiene il diamante. Da pochi anni è stato scoperto il grafene, che ha una struttura ordinata ma solo due dimensioni; si tratta infatti di un “foglio” monoatomico dalle proprietà quasi fantascientifiche, la cui scoperta è valsa il premio Nobel del 2010 a due fisici dell’Università di Manchester.
La struttura ordinata del grafene permette agli elettroni di spostarsi da un atomo di carbonio all’altro senza dispendio di energia, cosa che lo rende un conduttore perfetto.
Il grafene rappresenta perciò il materiale più indicato a sostituire il litio all’interno delle batterie, e diversi istituti di ricerca sono attualmente impegnati a testare le effettive capacità di questo materiale. Dei ricercatori australiani alla Swinburne University hanno realizzato una batteria al grafene in grado di ricaricarsi completamente nel giro di pochi secondi, garantendo prestazioni superiori rispetto a quelle del litio. Inoltre, queste batterie ecologiche hanno costi di produzione inferiori e non sono rischiose per il nostro pianeta.

Batterie allo zucchero. Nell’università Virginia Tech negli Stati Uniti hanno realizzato un prototipo di batterie ecologiche allo zucchero. Usando le maltodestrine, un carboidrato che può essere usato per alimentare accumulatori green, s’innesca la seguente reazione: quando la soluzione zuccherina contenente il carboidrato entra a contatto con l’aria, inizia a decomporsi e rilascia elettroni, generando un flusso elettrico.

Batterie all’oro. Scoperte per puro caso all’Università della California, queste batterie potrebbero sostituire quelle agli ioni di litio in pochissimo tempo. È infatti possibile realizzare batterie ecosostenibili immuni a quello che viene chiamato “effetto memoria”; significa che, a differenza delle batterie che usiamo di solito, quelle all’oro possono essere ricaricate infinite volte senza perdere la loro capacità. In questo caso, non avremmo mai bisogno di sostituire la batteria.

La batteria che si scioglie. Le batterie usa e getta sono una delle cose più dannose per il nostro pianeta. Potrebbero però essere sostituite da un accumulatore capace di dissolversi da solo nell’acqua, senza lasciare ovviamente tracce che metterebbero a rischio il nostro ecosistema. Questa batteria è stata realizzata dai ricercatori dell’Università dell’Iowa, negli Stati Uniti; è biodegradabile e può essere attivata con l’acqua o con una fonte di calore, dopodiché si consumerà lentamente senza lasciare residui dannosi, come fosse una candela.

La batteria commestibile. Realizzata dall’Aquion Energy, si tratta di un accumulatore ecocompatibile realizzato con materiali come polvere, cotone, carbone e acqua salata; quest’ultima viene utilizzata come soluzione elettrolita e, al suo interno, scorrono gli elettroni. Si tratta di un prototipo di batteria che, come si può immaginare, al momento non è effettivamente commestibile; ci lascia immaginare, però, quante soluzioni si potrebbero trovare al problema dell’inquinamento con la ricerca sulla tecnologia ecosostenibile.

 

Lampade alle alghe

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Parliamo ora di lampade e, principalmente, di alghe. L’azienda Fermentalg ha prodotto un prototipo di lampada alimentata a microalghe, ovvero un composto organico che assorbe quantità enormi di CO2; una sola lampada, ad esempio, potrebbe sostituire circa 180 alberi e filtrare una tonnellata di anidride carbonica in un solo anno, restituendo aria pulita.
Gli effetti della lampada alle alghe sulle emissioni di CO2 sarebbero impressionanti, più potenti ed efficaci di un’intera foresta”, dichiara entusiasta Pierre Calleja, fondatore di Fermentalg.
Questa tecnologia, ancora in fase di sviluppo, potrebbe aiutare a ridurre il riscaldamento globale e l’effetto serra.

Come funziona? Questa speciale lampada è stata presentata al TEDx di Losanna, durante il quale è stato spiegato il suo funzionamento. La lampada sfrutta il processo di fotosintesi clorofilliana messo in atto dalle alghe, durante il quale essa deve necessariamente consumare anidride carbonica.
Questo processo produce energia, che viene isolata e trasformata in energia elettrica utilizzabile immediatamente per illuminare qualsiasi tipo di ambiente.
Un altro punto a favore di queste lampade è che le alghe non hanno un costante bisogno di luce solare per fare la fotosintesi; in questo modo possono assorbire CO2 anche trovandosi in ambienti chiusi come un garage. La lampada filtra circa il 30% delle emissioni di una singola auto e, piazzata in un luogo con molto traffico, sarebbe il perfetto alleato per ridurre l’inquinamento cittadino. Questa è infatti l’idea che è alla base della loro installazione in un parcheggio di Bordeaux, per testare la loro efficacia.
Dalle lampade si è quindi passati velocemente ai lampioni e a vari elementi dai design piacevoli, per permettere ad una più larga clientela d’innamorarsi a prima vista di questa nuova trovata ecosostenibile.

 

 

Pannelli fotovoltaici

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Su questo sito abbiamo già parlato di pannelli solari ed impianti fotovoltaici, ad esempio nominando la Solarcity di Elon Musk. Andiamo però a vedere nel dettaglio come funzionano questi pannelli e come potrebbero rendere migliore la vita sul nostro pianeta.

I pannelli fotovoltaici sono una tecnologia green che produce energia pulita, non ha impatti negativi sull’ambiente e consente un grande risparmio energetico. Essi forniscono energia pulita sfruttando la potenza dei raggi solari; grazie a questi è possibile produrre elettricità da fonti rinnovabili in maniera pulita e non dannosa.

La struttura. I pannelli fotovoltaici, chiamati anche moduli fotovoltaici, sono dispositivi che vengono posti sui tetti per sfruttare l’energia solare. Presentano una struttura composta da celle fotovoltaiche che, grazie ad una lamina in silicio, assorbono l’energia solare e la traducono in energia elettrica. Queste celle sono fondamentali per l’efficacia dell’impianto, poiché sono in grado di catturare i fotoni e trasformarli in volt. Il silicio mono e policristallino rappresentano le tipologie di celle più diffuse, poiché richiedono una superficie minore e sono più efficienti; sfortunatamente, sono anche quelle più costose. Sono meno diffusi invece i pannelli a pellicola sottile con silicio amorfo o altri materiali.

Come funzionano? Come già detto, la cella fotovoltaica consente di convertire direttamente la radiazione solare in elettricità; questo accade perché il fotone viene catturato dalla cella, nella quale si creano due cariche elettriche di forze opposte. Entrano quindi in gioco dei materiali che vengono introdotti nelle celle, ovvero delle piccole impurità di boro e fosforo che generano differenza di potenziale. Si formano quindi delle cariche elettriche nella zona di giunzione tra i due tipi di silicio, e queste danno vita alla circolazione di corrente.

Vantaggi ambientali. Come già sappiamo, i vantaggi di questa tecnologia sull’ambiente sono molteplici. L’energia che viene ricavata dagli impianti fotovoltaici è pulita poiché non richiede processi inquinanti per la sua produzione, in quanto si tratta semplicemente di una conversione fisica basata sull’effetto fotovoltaico.
Le emissioni vengono ridotte a zero, in quanto i pannelli non necessitano di reazioni chimiche o di combustione e, perciò, non producono emissioni di gas serra.
Per ogni kWh prodotto con questa tecnologia, è possibile evitare la formazione di oltre 500 grammi di CO2; sfruttando questi dati, è possibile salvaguardare il pianeta dalle emissioni di anidride carbonica grazie ad una fonte di energia presente ovunque, ovvero il sole.
Gli impianti fotovoltaici risultano inoltre essere più efficienti di un tradizionale sistema di distribuzione energetica, poiché l’energia si autoproduce.
Per questo motivo, anche dal punto di vista economico i vantaggi sono numerosi; basti pensare alla bolletta elettrica che, dopo un investimento iniziale per acquistare ed installare i pannelli, comincerà ad avere dei costi sempre minori.
Inoltre, con i pannelli fotovoltaici andiamo a consumare energia che si produce da sola e, perciò, non andiamo a sfruttare energia prodotta da altri fornitori. I costi della manutenzione dei pannelli sono esigui, in quanto basta prestare attenzione al ciclo di vita dei componenti elettrici ed operare le dovute sostituzioni quando necessario; i pannelli possono essere anche puliti senza l’aiuto di professionisti ma, non essendo composto di parti meccaniche complesse, non vi sarà spesso bisogno di eseguire queste operazioni.

I progetti di rigenerazione urbana utilizzando tecnologie ecosostenibili sono molteplici sia in Italia che in tutto il resto del mondo, ma manca ancora molto per decretare il nostro pianeta “fuori pericolo”. Se non possiamo permetterci un’auto elettrica o un impianto fotovoltaico, ci sono comunque molte piccole cose che possiamo fare per salvare l’unico pianeta che, al momento, abbiamo a disposizione: non tirare continuamente lo sciacquone al bagno, chiudere il rubinetto quando ci si lava i denti, preferire la doccia alla vasca e acquistare lampadine a basso consumo.
Per il resto, in un mondo in cui molte persone credono che il riscaldamento globale sia una bufala inventata a scopi politici, anche ammettere che il nostro pianeta abbia bisogno di una radicale svolta sotto questo punto di vista è già un grande passo in avanti.

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