I cavi in fibra ottica, noti per il loro ruolo fondamentale nella trasmissione di dati internet ad altissima velocità, stanno per assumere un secondo ruolo cruciale: diventare conduttori di energia elettrica. Questo balzo tecnologico nasce da una ricerca congiunta tra l’Università di Ottawa e il Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems in Germania, che ha sviluppato un innovativo sistema capace di trasformare la luce laser in elettricità con un’efficienza senza precedenti.
La fibra ottica che alimenta il futuro: trasmette dati e energia elettrica
Uno dei principali ostacoli nella trasmissione di energia tramite luce, nota come power-by-light, è sempre stata la perdita significativa di potenza lungo i cavi in fibra ottica. Su lunghe distanze, infatti, gran parte della luce inviata si disperdeva, rendendo poco praticabile e inefficiente questo sistema di alimentazione.
La novità decisiva è rappresentata da un convertitore a multi-giunzione: una struttura complessa che sovrappone più strati di materiali semiconduttori, progettata per assorbire in modo molto più completo la luce laser. Grazie a questa tecnologia, la conversione dalla luce all’energia elettrica raggiunge prestazioni notevolmente superiori rispetto ai metodi tradizionali.
Il prototipo sviluppato, nato da sofisticati modelli di simulazione, è capace di generare una tensione superiore a 2 volt con un’efficienza di conversione superiore al 53%. Questo risultato è stato possibile grazie all’uso di un laser a infrarossi con lunghezza d’onda di 1.446 micrometri, la stessa frequenza usata nelle telecomunicazioni a lunga distanza.
Come spiegato da Gavin Forcade, primo autore dello studio pubblicato su Cell Reports Physical Science, questa scelta permette una bassissima attenuazione della luce all’interno della fibra ottica, traducendosi in un miglioramento drastico nella trasmissione di potenza e dati su distanze superiori al chilometro, dove i sistemi tradizionali falliscono.
Impatti e applicazioni: dalla smart grid ai sensori per ambienti estremi
Le potenzialità di questa tecnologia sono ampie e significative. Ad esempio, potrebbe alimentare sensori per il monitoraggio delle smart grid elettriche, evitando guasti dovuti a fulmini o interruzioni di corrente. Inoltre, può fornire energia a sensori posizionati sulle pale delle turbine eoliche o a dispositivi in ambienti dove è pericoloso usare sistemi elettrici tradizionali, come raffinerie o impianti chimici, riducendo il rischio di scintille.
La professoressa Karin Hinzer, supervisore del progetto, sottolinea anche l’applicazione per l’alimentazione di telecamere e sensori sottomarini, aprendo così la strada a una nuova generazione di dispositivi remoti alimentati in modo sicuro e affidabile sfruttando le infrastrutture di fibra ottica già esistenti.
