Gli scienziati della Stanford University hanno dimostrato per la prima volta che il calore dal sole e il freddo dallo spazio possono essere raccolti simultaneamente con un singolo dispositivo.
Il laboratorio dell’ingegnere Shanhui Fan ha costruito un dispositivo che potrebbe avere un duplice scopo: generare elettricità e raffreddare edifici.
L’energia rinnovabile è sempre più popolare come alternativa economica ed efficiente ai combustibili fossili, ma c’è un’altra potente fonte di energia che può svolgere la funzione opposta: lo spazio esterno.
“È ampiamente riconosciuto che il sole è una perfetta fonte di calore che la natura offre agli esseri umani sulla Terra”, dice Zhen Chen, il primo autore dello studio, ex ricercatore postdottorato a Stanford nel gruppo di Shanhui Fan e attualmente professore alla Southeast University of China. “È meno riconosciuto che la natura offre agli esseri umani lo spazio come perfetto dissipatore di calore”.
Chen e i suoi colleghi hanno sviluppato un dispositivo che combina il raffreddamento radiativo con la tecnologia di assorbimento solare.
Lo strato di protezione solare del dispositivo non è una novità. È fatto degli stessi materiali semiconduttori che da tempo ornano i tetti per convertire la luce visibile in elettricità. La novità sta nello strato inferiore del dispositivo, che si basa su materiali in grado di trasmettere calore lontano dal tetto e nello spazio attraverso un processo noto come raffreddamento radiattivo.
Nel raffreddamento radiativo, gli oggetti – compreso il nostro corpo – liberano il calore irradiando luce infrarossa. Si tratta di una luce invisibile che rilevano solo gli occhiali per la visione notturna. Normalmente questa forma di raffreddamento non funziona bene per un edificio perché l’atmosfera terrestre agisce come una coperta spessa e intrappola la maggior parte del calore vicino all’edificio piuttosto che permettergli di fuggire nella vasta freddezza dello spazio.
I ricercatori hanno costruito un prototipo sul diametro di un piatto di torta e montato il loro dispositivo sul tetto di un edificio di Stanford. Quindi hanno confrontato la temperatura dell’aria ambientale sul tetto con le temperature degli strati superiore e inferiore del dispositivo. Il dispositivo dello strato superiore era più caldo dell’aria sul tetto, il che aveva senso perché assorbiva la luce solare. Ma, come speravano i ricercatori, lo strato inferiore del dispositivo era significativamente più freddo dell’aria sul tetto.

La tecnologia di raffreddamento di Fan sfrutta il fatto che questa coperta densa d’atmosfera abbia essenzialmente dei fori che consentono a una particolare lunghezza d’onda della luce infrarossa di passare direttamente nello spazio.
Mentre questa tecnologia sembra promettente, Chen ritiene che ci sia ancora molto lavoro da fare prima che possa essere utilizzato per uso commerciale.
“Se il nostro concetto viene dimostrato e ampliato, la futura cella solare avrà due funzioni in una: elettricità e raffreddamento della casa nelle calde giornate estive”, afferma Chen.