Centinaia di specchi puntati verso torri solari per concentrare i raggi del sole in un unico punto: è questo il cuore della concentrated solar power (CSP), una tecnologia rinnovabile che mira a trasformare la luce in calore e, poi, in elettricità. Ora, un team del gruppo di ricerca Thermophysical Properties of Materials dell’Università dei Paesi Baschi (EHU) ha dimostrato che nuovi nanospilli di rame e cobalto — in particolare quando rivestiti di ossido di zinco — offrono proprietà termiche e ottiche eccezionali, aprendo la strada a una nuova generazione di torri solari più efficienti e durature.
Nanomateriali ultra-neri per catturare tutta la luce possibile
Il laboratorio dell’EHU, tra i pochi al mondo in grado di condurre esperimenti ad altissime temperature, ha analizzato questi materiali sviluppati e brevettati dalla University of California San Diego (UCSD). I risultati mostrano che i nanospilli di rame-cobalto superano le prestazioni dei nanotubi di carbonio, finora utilizzati, sia in termini di assorbimento della luce sia di stabilità.
Come spiega Iñigo González de Arrieta, ricercatore del gruppo EHU, l’obiettivo è ottenere materiali ultra-neri, capaci di catturare fino al 100% della luce riflessa dagli specchi verso la torre solare. I nanotubi di carbonio tradizionali riescono ad assorbire circa il 99% della luce, ma presentano limiti importanti: instabilità ad alte temperature e sensibilità all’umidità, che obbligano a rivestimenti aggiuntivi, riducendone l’efficienza.
I nuovi nanospilli di rame e cobalto risolvono entrambi i problemi. Sono più resistenti, mantengono le proprietà ottiche anche a temperature estreme e, se rivestiti di ossido di zinco, raggiungono un assorbimento del 99,5%, superiore ai black silicons finora impiegati (che si fermano al 95%). Questo significa una maggiore capacità di trasformare la luce in calore e, di conseguenza, più energia prodotta.
“Più il materiale assorbe efficacemente la luce, più competitivo diventa il sistema”, ha sottolineato González de Arrieta. “Questi nanospilli rappresentano un passo decisivo per il futuro delle torri solari”.
Dal laboratorio alle torri solari: la collaborazione con gli USA
Il progetto vede una stretta collaborazione tra EHU e UC San Diego, con il contributo del Dipartimento dell’Energia statunitense per avviare i primi test industriali. Secondo González de Arrieta, “gli Stati Uniti stanno già valutando l’uso dei nanospilli rivestiti di ossido di zinco dopato nelle torri solari, anche se resta incertezza sul futuro del programma”.
In Spagna, dove solo il 5% dell’energia proviene oggi da impianti solari a concentrazione, l’adozione di materiali di nuova generazione potrebbe dare una spinta decisiva. Le torri solari, infatti, non solo producono energia pulita, ma possono immagazzinare il calore del sole sotto forma di energia termica, utilizzando sali fusi capaci di trattenere il calore anche quando il sole non splende.
Per il ricercatore basco, la sfida ora è continuare a sviluppare nuovi rivestimenti con migliori proprietà ottiche e conduttive, per rendere questa tecnologia ancora più efficiente. “L’energia solare concentrata — ha concluso — è una delle chiavi per un futuro davvero sostenibile, e questi materiali potrebbero renderla finalmente competitiva su larga scala.”
