Lo sviluppo di pannelli solari trasparenti, in grado di assorbire energia dalla luce solare e promuovere al contempo la crescita di piante e colture, potrebbe rappresentare un punto di svolta nel settore dell’agrivoltaico. A compiere un passo significativo in questa direzione gli scienziati dell’ Università della California a Los Angeles, che hanno pubblicato un articolo sulla rivista Nature Sustainability per rendere noti i risultati del proprio lavoro.
Il team, guidato da Yang Yang, ha sviluppato un dispositivo trasparente che permette l’uso combinato del terreno per la produzione di energia solare e per l’agricoltura. I ricercatori hanno infatti elaborato una strategia per utilizzare celle solari organiche semitrasparenti, a base di carbonio.
Pannelli solari trasparenti
Gli studiosi hanno adoperato uno strato di L-glutatione, una sostanza chimica naturale, che favorisce la durata e l’efficienza delle celle solari, consentendo comunque alla luce di oltrepassare il dispositivo. In questo modo, commentano gli esperti, sarebbe possibile alimentare le coltivazioni all’interno delle serre e raccogliere energia nello stesso momento. “I materiali organici – afferma Yang – possono essere particolarmente adatti all’agrivoltaico per la loro selettivita’ di assorbimento alla luce. Finora, pero’, la loro mancanza di stabilita’ ne ha impedito l’utilizzo”.
Le celle solari organiche, infatti, tendono a degradarsi più rapidamente delle loro controparti inorganiche perchè la luce solare può causare l’ossidazione dei materiali stessi. Lo strato aggiuntivo di L-glutatione, sottolineano gli scienziati, contrasta il processo ossidativo. Grazie a questa modifica, infatti, i dispositivi mantenevano un’efficacia superiore all’80 per cento dopo mille ore di uso continuo, rispetto al 20 per cento osservato nelle alternative tradizionali.
I risultati
Gli studiosi hanno constatato che i pannelli solari trasparenti permettevano la crescita di colture comuni, come grano, fagioli e broccoli. I raccolti coltivati negli ambienti con celle solari organiche mostravano in realta’ una resa addirittura superiore rispetto a quella associata alle piante posizionate nelle serre normali. Lo strato di L-glutatione, ipotizzano gli autori, potrebbe aver bloccato i raggi ultravioletti. “Non ci aspettavamo che le celle organiche superassero le prestazioni di una serra convenzionale con tetto in vetro – ammette Yepin Zhao, ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Yang – ma abbiamo ottenuto gli stessi risultati piu’ volte. Dopo ulteriori analisi, abbiamo stabilito che le piante non hanno bisogno di tanta luce solare per crescere come inizialmente ipotizzato. In effetti, l’esposizione prolungata al sole potrebbe addirittura essere deleteria, specie nelle regioni particolarmente soleggiati”.
Sulla scia di questi risultati, il team ha creato una startup presso l’UCLA che mira a incrementare la produzione di celle solari organiche per uso industriale. La speranza, concludono gli autori, e’ quella di realizzare serre ecocompatibili che incorporino le celle solari organiche disponibili.
