Ricercatori della University of California, Santa Barbara descrivono su Science una molecola organica modificata, chiamata pirimidone, che cattura la luce solare, la immagazzina in legami chimici e la libera come calore quando serve. Il progetto segue il concetto di stoccaggio termico solare molecolare (Molecular Solar Thermal, MOST) e prende ispirazione da una componente del DNA che cambia forma sotto la luce UV. I ricercatori hanno ingegnerizzato una versione sintetica che subisce un cambiamento strutturale reversibile, permettendo molti cicli di immagazzinamento e rilascio.
Il team, con la docente associata Grace Han e la dottoranda Han Nguyen come autrice principale, ha lavorato su un design compatto e ha collaborato con Ken Houk della UCLA per modellizzazione computazionale. Gli studi spiegano perché la molecola può trattenere energia e rimanere stabile per anni senza perdita significativa. La molecola agisce come una molla attorcigliata: la luce la spinge in una forma ad alta energia e rimane bloccata finché un piccolo apporto di calore o un catalizzatore non la riporta allo stato rilassato, liberando calore. I ricercatori chiamano il materiale una “batteria solare ricaricabile”.
La nuova molecola ha una densità energetica superiore a 1.6 megajoule per kilogrammo, mentre una tipica batteria agli ioni di litio raggiunge circa 0.9 MJ/kg. Negli esperimenti il calore rilasciato è stato sufficiente a far bollire acqua in condizioni ambientali, un importante traguardo per la ricerca MOST. Poiché il materiale si scioglie in acqua, potrebbe essere pompato attraverso collettori solari montati sul tetto per caricarsi durante il giorno e poi conservato in serbatoi per fornire calore di notte. Tra le possibili applicazioni ci sono il riscaldamento off-grid per il campeggio e il riscaldamento dell'acqua residenziale; Benjamin Baker, coautore e dottorando nel laboratorio di Han, osserva che il materiale immagazzina la luce da sé senza un sistema di batterie aggiuntivo. La ricerca è stata sostenuta dalla Moore Inventor Fellowship, che Han ha ricevuto nel 2025 per sviluppare queste batterie solari ricaricabili.
Parole difficili
- pirimidone — Molecola organica che assorbe la luce solare
- stoccaggio — Azione di conservare energia per uso futuro
- ingegnerizzare — Modificare con metodi di ingegneria per scopi praticiingegnerizzato
- modellizzazione — Costruzione di modelli per analisi e simulazioni
- densità energetica — Energia immagazzinata per unità di massa
- catalizzatore — Sostanza che accelera una reazione chimica
- serbatoio — Contenitore usato per conservare liquidiserbatoi
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Domande di discussione
- Quali vantaggi pratici potrebbero avere queste "batterie solari ricaricabili" rispetto alle batterie tradizionali?
- Quali problemi o rischi vedi nell'usare un materiale che si scioglie in acqua per riscaldare case?
- In quali altri contesti potresti immaginare l'uso di questo materiale e perché?
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