Immagazzinamento dell’energia solare attraverso l’utilizzo di cera L’immagazzinamento di energia può contribuire a fornire energia costante durante l’integrazione con fonti energetiche rinnovabili caratterizzate da fornitura fluttuante, come per esempio l’energia solare, ed è visto come una delle soluzioni più promettenti per la diminuzione delle emissioni di carbonio. Gli scienziati finanziati dall’UE hanno studiato una nuova classe di materiali a cambiamento di fase (PCM, phase-change materials) i quali dimostrano un promettente potenziale di immagazzinamento efficiente del calore latente. Cambiamento climatico e Ambiente Energia © Forest9, Shutterstock I materiali PCM immagazzinano energia con la transizione di fase da solido a liquido, e rilasciano tale energia nel passaggio inverso da liquido a solido. Una volta raggiunta la temperatura di transizione, il materiale continua ad assorbire grandi quantità di calore a una temperatura quasi costante. Questo processo è noto come calore latente di transizione. Nel progetto ENTAS (Enhancing thermal properties of PCM using nano materials), finanziato dall’UE, gli scienziati hanno studiato nuovi compositi PCM con migliori proprietà termofisiche. Svariati materiali compositi sono stati studiati a fondo, tra cui la cera paraffinica e l’acido laurico misto a due tipi di grafite espansa. A causa del cambiamento di fase, la cera paraffinica è adatta per catturare energia termica e fornire acqua calda e riscaldamento. Gli sforzi sono stati dedicati principalmente all’analisi microstrutturale e morfologica della cera paraffinica PCM con diverse concentrazioni di additivi in carbonio. I risultati hanno aiutato gli scienziati a stabilire una correlazione tra struttura e proprietà termofisiche dei compositi PCM. Tramite una tecnica termoanalitica, il team ha misurato il calore latente dei compositi PCM. Attraverso l’analisi con spettroscopia infrarossa, il progetto ENTAS ha inoltre studiato il modo in cui la distribuzione e la concentrazione influenzano proprietà termiche come per esempio la conducibilità termica. Gli scienziati hanno osservato per la prima volta l’interazione intermolecolare tra cera paraffinica e un tipo di grafite espansa, la quale secondo la loro opinione soddisfa la gamma di temperatura più ristretta, attorno alla temperatura di cambiamento di fase. Il funzionamento relativo a intervalli di temperatura molto stretti favorisce un accumulo di calore latente, con l’aumento della densità di stoccaggio. I compositi PCM assorbono una grande quantità di energia e, con un’elevata capacità di stoccaggio, rendono possibile progettare sistemi compatti in grado di immagazzinare energia sotto forma di calore latente. La conservazione dell’energia può contribuire a un migliore utilizzo delle energie rinnovabili nel sistema elettrico, poiché è in grado di bilanciare la domanda e l’offerta di elettricità; l’energia prodotta viene immagazzinata quando le condizioni favoriscono le energie rinnovabili e la domanda di energia può essere bassa. Parole chiave Energia solare, cera, materiali a cambiamento di fase, calore latente, ENTAS
