Il sole arriva anche in fondo al mare: il fotovoltaico subacqueo è realtà
Tetti, laghi alpini, strade, binari ferroviari: il fotovoltaico ha già colonizzato ambienti impensabili fino a pochi anni fa. Ora c’è un nuovo confine da attraversare, decisamente più suggestivo e complesso: il fondale marino. Un gruppo di scienziati ha dimostrato che è possibile catturare l’energia solare anche a 10 metri di profondità, aprendo scenari inediti per l’alimentazione di dispositivi subacquei.
Chi c’è dietro la ricerca: EPFL e Yunnan University insieme
Il progetto nasce dalla collaborazione tra ricercatori della Yunnan University in Cina e il team svizzero coordinato da Michael Grätzel, scienziato di fama mondiale nel campo della fotochimica e delle celle solari, attivo presso il Politecnico federale di Losanna (EPFL). I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Joule, una delle pubblicazioni di riferimento nel settore energetico.
La sfida della luce sott’acqua
Generare elettricità in ambiente marino è tutt’altro che semplice. Man mano che si scende in profondità, l’acqua assorbe la radiazione solare e ne altera progressivamente la composizione spettrale: alcune lunghezze d’onda vengono filtrate quasi completamente, riducendo sia l’intensità luminosa che le possibilità di conversione energetica.
Per superare questo ostacolo, il team ha puntato su un materiale sintetico che replica la struttura cristallina della perovskite, un minerale naturale a base di titanato di calcio. Nel contesto del fotovoltaico, il termine identifica una famiglia di materiali artificiali che ne imitano l’architettura molecolare. La loro caratteristica più utile in questo caso è la possibilità di modularne la composizione per rispondere a porzioni specifiche dello spettro luminoso, incluse quelle che riescono a penetrare in profondità nell’acqua.
Efficienza record in laboratorio e test reali in mare
I risultati ottenuti in laboratorio sono stati sorprendenti. Simulando le condizioni di luce presenti a 10 metri sotto la superficie, le celle hanno raggiunto un’efficienza di conversione del 34,71%. È importante precisare che questo dato non è direttamente paragonabile all’efficienza dei pannelli solari tradizionali esposti al sole pieno: lo spettro luminoso utilizzato è diverso, così come l’intensità. Si tratta comunque di una prestazione molto elevata nelle condizioni di riferimento adottate.
Ma la ricerca non si è fermata alle simulazioni. I moduli sono stati testati in condizioni reali nel Mar Cinese Meridionale, dimostrando concretamente la propria capacità di funzionare in ambiente marino. Un modulo di grandi dimensioni, immerso per due ore a 10 metri di profondità, ha prodotto 324 milliwattora di energia, sufficiente a ricaricare batterie agli ioni di litio e alimentare lampade LED.
Quanto durano questi pannelli sott’acqua?
Uno degli aspetti più promettenti riguarda la longevità della tecnologia. I test accelerati di degradazione hanno fornito risultati incoraggianti: i ricercatori stimano un cosiddetto T80 — il tempo necessario perché le prestazioni scendano all’80% del valore iniziale — di circa 48.000 ore, corrispondenti a circa 5,5 anni nelle condizioni simulate. Un dato che suggerisce una discreta affidabilità nel medio periodo, anche in un ambiente ostile come quello marino.
A cosa servirà davvero il fotovoltaico subacqueo?
L’obiettivo non è trasformare i fondali oceanici in enormi campi solari. Le applicazioni concrete di questa tecnologia sono più specifiche, ma non per questo meno rilevanti. I settori che potrebbero beneficiarne includono:
- Sensori e sistemi di monitoraggio ambientale sottomarini
- Telecamere e strumentazione per la ricerca oceanografica
- Robot subacquei utilizzati in ambito industriale e scientifico
- Impianti di acquacoltura con sistemi di controllo automatizzati
- Reti di comunicazione sottomarine e boe intelligenti
Questi dispositivi dipendono oggi quasi interamente da batterie che richiedono sostituzioni periodiche oppure da cavi di collegamento con la superficie, soluzioni costose e logisticamente complesse. Una fonte di energia rinnovabile e autonoma, installata direttamente in prossimità del dispositivo, potrebbe cambiare radicalmente questa dinamica.
Il fotovoltaico continua a esplorare nuovi territori
Questa ricerca si inserisce in un trend più ampio che vede il solare fotovoltaico spingersi sempre oltre i propri confini tradizionali. Dalla Svizzera arrivano già esempi concreti di installazioni innovative: la prima centrale solare integrata nei binari ferroviari, impianti su specchi d’acqua alpini e sistemi lungo le arterie stradali dimostrano che la creatività applicata all’energia rinnovabile non conosce limiti geografici o ambientali.
L’aggiunta del fondale marino a questa lista segna un passo ulteriore, in qualche modo ancora più simbolico. La tecnologia a perovskite, già protagonista di importanti avanzamenti nel fotovoltaico terrestre, si conferma uno strumento versatile e in rapida evoluzione. La strada verso applicazioni commerciali è ancora lunga, ma la direzione è tracciata: il sole, anche riflesso attraverso metri d’acqua, può diventare una fonte di energia concreta e affidabile.
