Accumulo termico: come catturare il calore estivo per usarlo d’inverno

Accumulo termico: come catturare il calore estivo per usarlo d’inverno

L’energia solare termica può essere conservata fino all’arrivo dell’inverno grazie ad un materiale economico e una tecnologia messa a punto dall’Empa. 

La Svizzera punta a un riscaldamento energetico completamente sostenibile, ma la strada è ancora lunga: nel 2014, più del 70% delle abitazioni private risultava scaldata da combustibili fossili. Una percentuale non troppo dissimile caratterizzava l’acqua calda consumata. Questi valori non interessano solo la nazione elvetica, ma è da qui che un team di ricercatori sta cercando di ribaltare la situazione. Come? Creando un modo per catturare l’energia termica dell’estate e impiegarla per il riscaldamento invernale. Nel 2016, dopo diversi anni di ricerca, l’Empa (Eidgenössische Materialprüfungs-und Forschungsanstalt) ha realizzato un impianto su scala di laboratorio in grado di fare proprio questo: immagazzinare l’estate a lungo termine.

La teoria dietro questo tipo di accumulo termico è abbastanza semplice: se si versa dell’acqua in un becher contenente idrossido di sodio solido (NaOH) e concentrato, la miscela si riscalda. La diluizione è esotermica, vale a dire che viene rilasciata energia chimica sotto forma di calore. Inoltre, la soluzione di idrossido di sodio è altamente igroscopica e capace di assorbire vapore acqueo. Il calore di condensazione ottenuto come risultato contribuisce a riscaldare ulteriormente la soluzione.

Viceversa, se viene fornita energia termica (raccolta dal sole, per esempio) alla soluzione di idrossido di sodio diluito con acqua, l’umidità evapora rapidamente, aumentando la concentrazione e quindi memorizzando efficacemente l’energia fornita. Questa miscela concentrata può essere conservata per molti mesi (anche anni), finché il calore non è nuovamente liberato. I ricercatori Robert Weber e Benjamin Fumey si sono rimboccati le maniche per portare questo esperimento su scale più grandi.

In pratica, il supporto di memorizzazione è un liquido viscoso costituito da una soluzione di NaOH al 50 per cento che viene fatta gocciolare lungo un tubo a spirale (creata dagli scambiatori di calore normalmente presenti nelle caldaie istantanee), mentre assorbe il vapore acqueo e quindi trasmette il calore al tubo. Il procedimento funziona anche nel senso inverso, permettendo di accumulare calore. “Questo metodo consente all’energia solare di essere immagazzinata sotto forma di energia chimica dall’estate fino all’inverno”, spiega Fumey. “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”.

Maria Morelli

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