Edifici a consumo netto di energia nullo grazie all’umidità
Il consumo energetico di esercizio negli edifici rappresenta circa il 30 % di tutto quello finale a livello globale. La transizione verso edifici «a energia zero», ovvero che ne producono tanta quanta ne utilizzano, potrebbe pertanto esercitare un impatto significativo sull’efficienza energetica e aiutare l’Europa a conseguire i suoi obiettivi di azzeramento delle emissioni. Il progetto SSHARE, finanziato dall’UE, ha cercato di contribuire al raggiungimento di questo traguardo attraverso lo sviluppo di un innovativo involucro edilizio, il cui concetto di base è la sua capacità di riscaldare o raffreddare l’edificio interessato, a seconda del periodo dell’anno, avvalendosi solamente dell’umidità atmosferica come fonte di energia termica ed elettrica. «Abbiamo iniziato a lavorare su questo concetto più di 10 anni fa», spiega Andriy Lyubchyk, coordinatore del progetto SSHARE e ricercatore presso la cooperativa COFAC. «Abbiamo realizzato la prova di concetto nell’ambito del nostro primo progetto finanziato dall’UE, chiamato HUNTER, e siamo stati in grado di dimostrare com’è possibile convertire l’umidità atmosferica in elettricità.»
Un processo costante di adsorbimento ed evaporazione dell’acqua
Il passo successivo, spiega Lyubchyk, è stato quello di cercare di trasformare questa tecnologia in un’applicazione utilizzabile, una soluzione che potesse essere installata all’esterno degli edifici e funzionare in condizioni atmosferiche normali, ovvero esattamente il principale obiettivo che si è posto il progetto DISIPO, sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie. In primo luogo, il team del progetto ha utilizzato una piastra in silicato di calcio contenente tubi sviluppata dall’Università delle Isole Baleari, che consente lo scorrimento dell’acqua calda. I tubi sono dotati di piccoli fori che permettono all’acqua di disperdersi su un lato della piastra. «Queste piastre di silicato dispongono di un’enorme capacità di adsorbimento », osserva Lyubchyk. «Una che pesa 10 kg, ad esempio, ne può assorbire 20 di acqua.» Il lato della piastra rivolto verso l’edificio è costantemente bagnato, mentre l’altro è esposto alla temperatura ambiente; quando quest’ultima aumenta, viene innescata l’evaporazione dell’acqua dalla piastra. «Il funzionamento è simile a quello del sudore, che favorisce la termoregolazione del corpo umano attraverso il desorbimento dell’acqua: la piastra aiuta l’edificio a raffreddarsi», aggiunge Lyubchyk. «L’adsorbimento e l’evaporazione dell’acqua, a seconda della temperatura ambientale esterna, sono costanti.» Il progetto ha successivamente applicato un meccanismo autosufficiente basato su pompa d’acqua per garantire un riscaldamento e un raffreddamento continui. L’intero concetto è stato collaudato con pannelli caratterizzati da una superficie di 1 m2 , che hanno dimostrato la fattibilità della tecnologia.
Una soluzione competitiva di generazione energetica
Lyubchyk è convinto che si tratterà di un’opzione competitiva non solo per il riscaldamento e il raffreddamento degli edifici, ma anche per la generazione di elettricità. «Ritengo che, un giorno, la soluzione verrà implementata dall’industria edilizia», afferma. «Immaginate un intero edificio ricoperto da questi pannelli per la produzione di energia: non si tratterebbe solo di una struttura edilizia a zero emissioni nette di carbonio, ma anche di un generatore di energia. Il mio sogno è consentire alle persone di parcheggiare la propria automobile elettrica nel seminterrato, per farla ricaricare automaticamente mediante l’elettricità generata dall’edificio stesso.» Lyubchyk e i suoi colleghi hanno lanciato una start-up con l’intenzione di affrontare questioni di vario tipo come i brevetti e il passaggio alla commercializzazione.
Convertire l’umidità atmosferica in elettricità
Il team del progetto sta inoltre sviluppando ulteriormente alcuni aspetti della tecnologia introdotta nell’ambito di SSHARE. Attraverso il progetto CATCHER, finanziato dall’UE, Lyubchyk e i suoi colleghi stanno studiando come integrare nella rete elettrica l’energia generata tramite la conversione dell’umidità atmosferica. «Ci stiamo concentrando sul miglioramento dell’efficienza fornita dal processo di conversione», spiega il ricercatore, che conclude: «Creeremo alcuni prototipi in grado di generare elettricità esclusivamente a partire dall’umidità atmosferica.» Si tratterebbe di una nuovissima fonte di energia rinnovabile, che aiuterebbe l’Europa a consolidare la propria posizione di leader nel campo dell’energia verde.
Parole chiave
SSHARE, consumo energetico nullo, energia, rinnovabile, atmosferico, elettricità, adsorbimento
