I robot subacquei autonomi, come i glider oceanici, stanno cambiando il modo in cui esploriamo gli oceani, consentendo di raccogliere dati cruciali a un costo inferiore e in ambienti che le navi tradizionali non possono raggiungere. Purtroppo ancora oggi questi robot utilizzano come principale fonte energetica le batterie al litio, una tecnologia molto limitata in termini di sicurezza, gestione logistica e sostenibilità. Per rendere questi robot piu sicuri e sostenibili a livello energetico, un gruppo di ricercatori del Helmholtz-Zentrum Hereon ha sviluppato una soluzione innovativa che permette ai glider di “alimentarsi” utilizzando l’ossigeno e l’idrogeno dell’acqua di mare.
L’innovazione energetica per i robot subacquei
I glider oceanici sono strumenti sempre più centrali per lo studio degli ecosistemi marini. Dotati di sensori avanzati, sono in grado di raccogliere dati preziosi come temperatura, salinità, concentrazione di ossigeno e velocità delle correnti a profondità che possono raggiungere i 1.000 metri. Operativi per settimane senza necessità di interventi diretti, offrono misurazioni che superano i limiti delle navi da ricerca tradizionali.
Tuttavia, uno dei principali ostacoli all’efficienza dei glider è rappresentato dall’uso delle batterie al litio. Sebbene affidabili, queste batterie sono classificate come materiali pericolosi, il che comporta restrizioni di trasporto, aumenti dei costi logistici e difficoltà organizzative per i ricercatori. Inoltre, dal punto di vista ambientale, lo smaltimento delle batterie rappresenta un problema non trascurabile.
Per rispondere a queste sfide, i ricercatori del Helmholtz-Zentrum Hereon hanno sviluppato una soluzione energetica che si basa su un sistema a cella a combustibile che genera energia combinando idrogeno e ossigeno.
Come funziona il sistema a idrogeno
Il funzionamento del sistema trae ispirazione dalla natura, in particolare dalle branchie dei pesci. Come racconta l’Università in una nota, i ricercatori hanno progettato una membrana in silicone permeabile che, una volta integrata nello scafo del glider, consente di estrarre ossigeno direttamente dall’acqua marina, eliminando così la necessità di trasportare serbatoi di ossigeno a bordo, e riducendo al tempo stesso sia il peso che l’ingombro del dispositivo. L’idrogeno, invece, viene immagazzinato in contenitori sicuri di idruri metallici, che legano l’idrogeno a livello atomico, garantendo uno stoccaggio efficiente e sicuro.
Grazie all’eliminazione dei serbatoi di ossigeno, il sistema consente di destinare lo spazio risparmiato a ulteriori riserve di idrogeno, aumentando la densità energetica del dispositivo. Questo si traduce in una maggiore autonomia operativa e in costi significativamente inferiori rispetto alle soluzioni basate su batterie al litio.
Inoltre, l’adozione dell’idrogeno come fonte di energia rappresenta un importante progresso in termini di sostenibilità. A differenza delle batterie, l’idrogeno non genera rifiuti tossici ed è considerato una delle fonti energetiche più promettenti per il futuro.
Il prototipo del sistema, descritto in uno studio recentemente pubblicato sulla rivista Advanced Science, sarà ulteriormente sviluppato nell’ambito del progetto MUSE. In futuro, il sistema potrebbe trovare applicazioni anche al di fuori del settore marino, dimostrando come le tecnologie ispirate alla natura possano contribuire a un mondo più sostenibile.
