Molta dell’energia che consumiamo potrebbe essere risparmiata se fosse possibile immagazzinare il calore delle giornate estive per riutilizzarlo in quelle invernali. Esiste un modo per farlo? Secondo un team di ricerca dell’Empa (Eidgenössische Materialprüfungs-und Forschungsanstalt) svizzero sì.
Dopo diversi anni di studi e test, dall’autunno del 2016 è in funzione nel laboratorio dell’Istituto un impianto che è in grado di immagazzinare il calore a lungo termine.
Principio teorico molto semplice
Il principio teorico alla base del sistema è piuttosto semplice: se si versa l'acqua in un becher contenente idrossido di sodio solido o concentrato (NaOH), la miscela si riscalda. La diluizione è esotermica, quindi l’energia chimica viene rilasciata sotto forma di calore. Inoltre, la soluzione di idrossido di sodio è altamente igroscopica e capace di assorbire vapore acqueo e il calore di condensazione ottenuto è in grado di riscaldare ancora di più la soluzione di idrossido di sodio. Ed è possibile anche il contrario: se viene alimentata energia termica in una soluzione diluita di idrossido di sodio in forma di calore, l'acqua evapora; la soluzione di idrossido di sodio sarà più concentrata e sarà in grado di memorizzare l’energia ottenuta. Questa miscela può essere conservato per mesi e persino anni, finché non viene messa nuovamente a contatto con il vapore acqueo che fa sì che il calore venga nuovamente sprigionato.
Più impegnativa l’applicazione su larga scale
Questa appunto la teoria. Per implementare il concetto su larga scala, i ricercatori hanno impiegato diversi anni. La soluzione è arrivata con un’intuizione: il supporto di memorizzazione viscoso avrebbe dovuto gocciolare lungo un tubo a spirale, assorbire il vapore acqueo e trasferire il calore generato al tubo. E viceversa. Per farlo è stata utilizzata una da una soluzione di NaOH al 50% e dei comuni scambiatori di calore solitamente presenti nelle caldaie istantanee. Ha funzionato. L’acqua all’interno del tubo si è riscaldata fino a circa 50°C, diventando ideale ad esempio per il riscaldamento a pavimento.
La soluzione di idrossido di sodio ‘scaricata’ gocciola verso il basso attorno al tubo a spirale. All'interno del tubo si creano flussi di acqua calda a 60 gradi, che può essere prodotta, ad esempio da un collettore solare. L'acqua ricavata dalla soluzione di idrossido di sodio evapora, il vapore acqueo viene rimosso e condensato. Il calore di condensazione viene condotto in una sonda geotermica, dove viene memorizzato. La soluzione di idrossido di sodio che lascia lo scambiatore di calore dopo la carica è nuovamente concentrata al 50%, cioè "carica" ??di energia termica.
Questo metodo consente di immagazzinare l'energia solare sotto forma di energia chimica dall'estate fino inverno- ha dichiarato Benjamin Fumey, a capo del progetto- E non è tutto: il calore immagazzinato può anche essere trasportato altrove sotto forma di soluzione di idrossido di sodio concentrato, il che lo rende flessibile da usare.
In cerca di partner industriali
Il team è attualmente alla ricerca di partner industriali che vogliano investire nel progetto, con l’obiettivo di realizzare il primo sistema domestico.
