Aggiornamento su NANOSPLIT: Trasformare la luce solare in elettricità e calore utile
Il progetto NANOSPLIT, finanziato dall’UE, è stato avviato nel 2021 per migliorare l’efficienza dei sistemi termofotovoltaici a concentrazione (TPV) – sistemi ibridi in grado di produrre contemporaneamente sia elettricità che calore utilizzabile ad alta temperatura. Con la promessa di contribuire ad aumentare la quota delle energie rinnovabili nel mix energetico, questi sistemi combinano la tecnologia solare che utilizza lenti o specchi per concentrare la luce solare su una piccola area di celle solari, catturando contemporaneamente il calore in eccesso generato. Le tecnologie TPV convenzionali presentano un grave inconveniente. A intensità di radiazione solare più elevate, anche le temperature sono più alte, il che rende le celle fotovoltaiche di questi sistemi meno efficienti. NANOSPLIT ha affrontato questo problema progettando nuovi separatori spettrali basati su nanofluidi. Questa tecnologia solare all’avanguardia filtra la luce solare, consentendo alle lunghezze d’onda ottimali di passare alle celle solari per la conversione in elettricità, assorbendo al contempo le lunghezze d’onda inutilizzate e generatrici di calore per fornire energia termica per l’acqua calda sanitaria o il riscaldamento degli ambienti. Dal suo completamento nel 2023, il progetto ha collaborato con partner sia di lunga data che nuovi per sviluppare ulteriormente questa tecnologia.
Sbloccare le prestazioni del solare
Grazie alla loro efficienza complessiva molto più elevata, i sistemi ibridi termofotovoltaici (TPV) sono già un passo avanti rispetto ai sistemi fotovoltaici e solari termici autonomi. La tecnologia di separazione spettrale di NANOSPLIT ha compiuto un ulteriore passo avanti grazie all’utilizzo totale dello spettro solare. Separando i raggi ultravioletti e infrarossi dalla parte visibile dello spettro solare, il team del progetto ha amplificato la produzione di elettricità insieme alla raccolta di energia termica, mantenendo al contempo le celle fotovoltaiche a basse temperature per garantirne una maggiore durata. La svolta di NANOSPLIT ha riguardato nanofluidi ibridi progettati con cura, costituiti da fogli di ossido di zinco e nanoparticelle d’oro che fungono da filtro intelligente per la luce solare. Questi consentono il passaggio della luce visibile e del vicino infrarosso, illuminando le celle fotovoltaiche, mentre convogliano le lunghezze d’onda ultraviolette e quelle infrarosse portatrici di calore verso i componenti termici. Il calore viene intrappolato in modo efficiente dai nanofluidi ibridi, rendendo il materiale durevole ed efficace per un uso a lungo termine. Il team del progetto ha presentato questi sviluppi a ECOS 2024, una conferenza internazionale tenutasi a Rodi, in Grecia, incentrata sui progressi termodinamici e sulle transizioni energetiche sostenibili.
Lo sviluppo continua
Dal suo completamento, NANOSPLIT è impegnato in collaborazioni sia nuove che già esistenti con partner in Europa e in India per sviluppare ulteriormente la tecnologia, con l’obiettivo di una sua implementazione nel mondo reale. Le ultime ricerche includono ora i nanofluidi a base di carbon dot, che possono essere «sintonizzati» per reagire a specifici colori della luce. Potrebbero inoltre essere combinati con altri materiali o strutturati in modo da renderli più resistenti, più stabili e più efficienti. Solar Flow(si apre in una nuova finestra), una spin-off presso Imperial College di Londra, si sta concentrando su applicazioni industriali a temperature elevate con un potenziale significativo per una riduzione delle emissioni di carbonio a costi accessibili. Il progetto NANOSPLIT (Nanofluid Spectral Beam Splitter Assisted Hybrid CPV/T System) ha creato una tecnologia che promuove l’uso dell’energia solare oltre le capacità dei sistemi convenzionali, con un potenziale reale di ridefinire i futuri sistemi energetici dell’UE e del mondo. Christos Markides, professore di tecnologie per l’energia pulita presso Imperial College di Londra, che ha coordinato il progetto, commenta: «NANOSPLIT è riuscito a dimostrare come soluzioni avanzate di gestione ottica e termica possano essere utilizzate efficacemente per sbloccare la prossima generazione di tecnologie di utilizzo dell’energia solare». La rubrica «In seguito» mette in luce i progetti finanziati dall’UE e i risultati ottenuti dalla fine dei finanziamenti comunitari. Se ti piacerebbe fare apparire il tuo progetto in questa rubrica, inviaci un’e-mail a editorial@cordis.europa.eu e spiegaci il perché!
