Energia solare giorno e notte
Le centrali elettriche a concentrazione solare usano degli specchi per concentrare l’energia del calore del Sole proprio come un bambino usa una lente di ingrandimento per far prendere fuoco a un pezzo di carta. Il calore viene generalmente usato per far muovere una normale turbina o un motore per produrre elettricità. Accumulare il calore solare in eccesso per poi rilasciarlo quando le condizioni sono nuvolose o buie aumenta in modo significativo l’efficienza e la sicurezza energetica associate a una fonte rinnovabile intermittente. Le reazioni redox (ossidoriduzione) che coinvolgono ossidi solidi sono particolarmente promettenti per l’accumulo termochimico dell’energia per via delle loro notevoli capacità di accumulo e rilascio. Gli scienziati finanziati dall’UE che lavorano al progetto STOLARFOAM (Thermochemical storage of solar heat via advanced reactors/heat exchangers based on ceramic foams) hanno apportato un miglioramento fondamentale all’attuale concetto all’avanguardia di accumulo del calore solare. Le attuali centrali di energia solare a torre con funzionamento ad aria accumulano il calore sensibile mediante un cambio di temperatura in materiali ceramici porosi solidi a nido d’ape. Il calore viene rilasciato durante il funzionamento in assenza di luce solare. La pionieristica innovazione di STOLARFOAM consiste nel combinare per la prima volta il caratteristico efficace trasferimento di calore delle strutture in schiuma con l’eccellente ciclo termochimico delle coppie ossido-riduttive. Il team ha usato per la prima volta delle schiume ceramiche fatte parzialmente o interamente con materiali ossido-riduttivi per lo scambio di calore. Lo screening in laboratorio delle coppie di ossidi redox ha identificato una coppia di ossido di cobalto (Co3O4/CoO) quale migliore candidato. Il team si è concentrato su strutture a nido d’ape e schiume Co3O4. Strutture porose ceramiche a nido d’ape e schiume sono state testate solo per l’accumulo del calore sensibile e per l’accumulo di calore ibrido sensibile/termochimico una volta rivestite con vari carichi di Co3O4. Sfruttando la modularità degli esistenti sistemi di accumulo del calore sensibile, il team ha creato il concetto di accumulo termochimico collegato a cascata che sfrutta sovrapposizioni su misura di differenti strutture porose e coppie ossido-riduttive per ottimizzare il trasferimento del calore. Una domanda per i diritti di proprietà intellettuale è già stata presentata per questo innovativo super impulso all’esistente sistema all’avanguardia di accumulo dell’energia termica. Accrescere significativamente il funzionamento di un impianto solare in assenza di luce oltre gli attuali livelli apre la strada a centrali elettriche completamente solari e fornisce un contributo inestimabile alle emissioni globali e al cambiamento climatico.
Parole chiave
Energia solare, termochimico, accumulo energia, centrali elettriche, redox, ossidi, schiume ceramiche
