Che cos’è il quarzo sintetico?
Il quarzo sintetico è in grado di intrappolare l’energia solare a temperature superiori a 1.000 gradi Celsius, dimostrando il potenziale ruolo di questo metodo nel fornire energia pulita alle industrie ad alta intensità di carbonio. Lo rivela uno studio condotto da ricercatori svizzeri, pubblicato sulla rivista Device. Invece di bruciare combustibili fossili per fondere l’acciaio e cuocere il cemento, i ricercatori svizzeri vogliono, dunque, utilizzare il calore del sole. Lo studio descrive un dispositivo che combina una barra di quarzo sintetico con un disco di silicio opaco. Esposto a un flusso di energia solare equivalente a 136 soli, il dispositivo ha raggiunto i 1.050°C sulla piastra assorbente, mentre l’estremità opposta della barra di quarzo si è stabilizzata a 600°C. Un risultato mai raggiunto prima, che supera di gran lunga i 170°C ottenuti in precedenti ricerche.
Un’alternativa ai combustibili fossili
“Per affrontare il cambiamento climatico, dobbiamo decarbonizzare l’energia in generale. La gente tende a pensare solo all’elettricità, ma circa la metà dell’energia viene utilizzata sotto forma di calore”, ha spiegato Emiliano Casati, autore principale dello studio e ricercatore presso il Politecnico di Zurigo. “La produzione di acciaio, cemento, vetro e ceramica, essenziali per la nostra società, richiede temperature elevate che oggi otteniamo bruciando combustibili fossili. Le nostre industrie sono responsabili di circa il 25% del consumo energetico globale”.
Energia pulita
Il modello di trasferimento del calore sviluppato dai ricercatori dimostra l’efficienza del quarzo nell’intrappolare il calore solare. Un ricevitore solare di ultima generazione, non schermato, raggiunge un’efficienza del 40% a 1.200°C con una concentrazione di 500 soli. Integrando 300 mm di quarzo, l’efficienza sale al 70% a parità di temperatura e concentrazione.
Casati e il suo team stanno già lavorando per ottimizzare l’effetto di intrappolamento termico e per esplorare nuove applicazioni. Esperimenti con altri materiali, come fluidi e gas, hanno raggiunto temperature ancora più elevate. La tecnologia, inoltre, non si limita all’energia solare, ma può essere impiegata per assorbire altre forme di radiazione.
“L’energia solare è una risorsa facilmente disponibile e la tecnologia è già pronta”, ha affermato Casati. “Per incentivare l’adozione da parte dell’industria, dobbiamo dimostrare la fattibilità economica e i vantaggi di questa tecnologia su scala“.
