Dall’acqua salata si potrà produrre elettricità

Un gruppo di scienziati ha sviluppato un dispositivo semiconduttore di dimensioni nanometriche capace di trasformare la corrente di ioni generata dall’incontro tra due masse d’acqua con diversi livelli di salinità in energia elettrica utilizzabile.

Generare energia elettrica utilizzando l’acqua salata rappresenta uno dei principali obiettivi della ricerca nel campo delle energie green. Questo obiettivo ha condotto, a partire dagli anni ’90, alla sperimentazione di sistemi per la produzione di energia basati sul gradiente salino. Questi impianti sono dotati di membrane semipermeabili che sfruttano la pressione osmotica e possono generare potenze considerevoli. Recentemente, un team di scienziati dell’Università dell’Illinois Urbana-Champaign, negli Stati Uniti, ha annunciato importanti progressi in questo settore.

Dall’acqua salata si produrrà energia

Il team di studiosi dell’Università dell’Illinois Urbana-Champaign, negli Stati Uniti, ha iniziato la propria ricerca chiedendosi semplicemente se un dispositivo solido su scala nanometrica potrebbe essere in grado di estrarre energia dal flusso ionico.

La ricerca ha portato a risultati davvero interessanti sorprendendo anche gli stessi scienziati. Gli esperti sono infatti stati in grado di progettare un dispositivo semiconduttore dalle dimensioni nanometriche che è capace di convertire il flusso degli ioni che si ha nel momento in cui due acque con salinità differenti si incontrano.

Il procedimento

Quando due masse d’acqua con differenti concentrazioni di sale, come ad esempio il mare e un fiume, si incontrano, le molecole di sale si spostano narualmente dalla zona più concentrata a quella meno concentrata. Questo movimento delle molecole di sale crea una forma di energia, poiché si tratta di ioni formati dai sali disciolti.

Per catturare questa energia, il team di ricerca guidato da Jean-Pierre Leburton ha concepito un dispositivo semiconduttore su scala nanometrica basato sulla “resistenza di Coulomb“. In termini più semplici, si tratta di un fenomeno in cui, mentre gli ioni attraversano i canali stretti del dispositivo, le cariche elettriche si spostano da un lato all’altro, creando così una differenza di potenziale e una corrente elettrica.

Durante le simulazioni del loro dispositivo, i ricercatori hanno fatto una scoperta sorprendente. Inizialmente, si aspettavano che la resistenza di Coulomb fosse principalmente dovuta all’attrazione tra cariche elettriche opposte. Le simulazioni hanno però dimostrato che il dispositivo sarebbe funzionato allo stesso modo anche con forze elettriche repulsive.

Un progetto iniziale molto interessante

Anche se il progetto si trova per il momento in una fase iniziale e si tratta dunque solo di un concept, è chiaro che quanto emerso rappresenti un qualcosa di molto importante. Le applicazioni energetiche che possono avere queste scoperte sono numerose e dunque andrebbero trattate con attenzione anche in futuro.

Mingye Xiong, ricercatrice e autrice principale dello studio, ha spiegato che

Altrettanto degno di nota, il nostro lavoro indica che esiste un effetto di amplificazione. Dal momento che gli ioni in movimento sono così massicci rispetto alle cariche del dispositivo, i primi impartiscono grandi quantità di slancio alle cariche, amplificando la corrente sottostante.

Dall’acqua salata si potrà produrre elettricità: foto e immagini

L’acqua salata è in grado di produrre elettricità grazie a un nuovo studio riguardo il trasporto degli ioni all’interno dei canali dei semiconduttori nanofluidici. Vediamo quindi un’interessante galleria immagini per comprendere meglio la situazione.