Quando il sole tramonta su di un paesaggio desertico remoto e non vi sono le condizioni ottimali per il funzionamento dei pannelli solari, quale fonte energetica può fornire potenza durante la notte? Una batteria, forse, o un vecchio generatore a diesel? Forse qualcosa di strano ed innovativo che rappresenta una nuova fonte di energia rinnovabile.
I fisici dell’Università di Harvard stanno ideando un dispositivo in grado di raccogliere energia dalle emissioni infrarosse della Terra nello spazio. Riscaldato dal sole, il nostro pianeta è caldo se paragonato alle temperature bassissime del vuoto cosmico. Grazie ai recenti progressi tecnologici questa differenza di temperatura potrà essere trasformata direttamente in potenza, avendo inoltre il vantaggio di una vasta e sconfinata fonte energetica. La radiazione solare possiede un’energia intrinseca, ed essa può essere raccolta dagli impianti fotovoltaici. Non è altrettanto semplice ed intuitivo catturare energia da una sorgente di radiazione infrarossa. La potenza che se ne può ricavare è modesta ma reale. Qui entra in gioco la nanotecnologia per lo sviluppo di una nuova applicazione. Essa sfrutta la differenza di temperatura tra componenti elettronici nanometrici (diodi ed antenne). Come ci spiega Federico Capasso docente ad Harvard, se si dispone di due componenti alla stessa temperatura, ovviamente non si estrae nessun lavoro, ma se essi hanno due differenti temperature allora si ha un lavoro netto, ma questo fenomeno a livello degli elettroni e molto meno intuitivo. La chiave è racchiusa in un semplice circuito elettrico.
In poche parole, i componenti del circuito elettrico possono spontaneamente fornire corrente in entrambe le direzioni, se un diodo è ad una temperatura superiore a quella di una resistenza, esso produrrà una tensione positiva. Il gruppo di Capasso suggerisce che il ruolo della resistenza potrebbe essere svolto da un’antenna microscopica che emette molto efficiente la radiazione infrarossa terrestre verso il cielo, raffreddamento gli elettroni solo in quella parte del circuito. Purtroppo una limitazione di tali sistemi è legata allo sviluppo di diodi altamente performanti anche alle basse potenze e che funzionano con frequenze paragonabili a quelle della radiazione infrarossa. Ma dato che sono stati individuati i vincoli e le specifiche si è sulla buona strada per lavorare alla progettazione di una soluzione.
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