Le tecnologie di solar cooling consentono, ad esempio, di ottenere il raffrescamento di un ambiente utilizzando il calore raccolto dai pannelli solari termici, e impiegando l’acqua riscaldata come fluido operativo all’interno di un ciclo frigorifero basato sul principio di funzionamento delle pompe di calore (chiller ad adsorbimento o ad assorbimento).

Uno dei principali fattori che frenano lo sviluppo e la diffusione di queste tecnologie risiede nella limitata applicabilità ai contesti residenziali, per via delle dimensioni, dei livelli di efficienza e dei costi degli impianti. Attualmente vi sono diversi soggetti (sia di natura aziendale che appartenenti al mondo della ricerca) che operano a vari livelli per incrementare le prestazioni di questi dispositivi e ridurre tali svantaggi; tra le numerose iniziative a riguardo, è da segnalare l’attività condotta da un gruppo di ricercatori del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), guidati da Pete McGrail.

L’attività di ricerca di McGrail si è concentrata nello sviluppo di un materiale alternativo al silica gel usualmente utilizzato dei chiller ad adsorbimento, e in grado di fornire prestazioni decisamente superiori in termini di quantità di fluido adsorbito e di velocità di adsorbimento/desorbimento dello stesso. Il materiale messo a punto dal PNNL è caratterizzato da nanostrutture (Metal Organic Heat Carriers – MOHC) che si autoassemblano in modo da costituire forme tridimensionali complesse. Tale materiale ha una porosità notevolmente superiore a quella del silica gel e, conseguentemente, una superficie di adsorbimento molto più estesa, in grado di “intrappolare” una quantità d’acqua tre/quattro volte maggiore: ciò, evidentemente, si traduce nella possibilità di realizzare dispositivi per solar cooling decisamente più compatti.

Il materiale, inoltre, forma con le molecole d’acqua legami più deboli di quelli che la stessa realizza con il silica gel, riducendo significativamente la quantità di calore necessario per il processo di desorbimento, ed incrementando la velocità di adsorbimento/desorbimento di 50-100 volte.

Gli esperti del settore ritengono che la riduzione del 75% delle dimensioni dei chiller di adsorbimento, ottenibile mediante questo nuovo materiale, possa costituire un incentivo alla diffusione di tali dispositivi anche per uso domestico. Il progetto coordinato da McGrail ha ottenuto un finanziamento di 2,54M€ dall’Advanced Research Project Agency for Energy statunitense, e in tre anni dovrà portare all’ottimizzazione del materiale ed alla relativa validazione in un impianto dimostratore.

Spazio in collaborazione con Crit-Research