Ricavare energia da un bicchier d’acqua

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L’ultima scoperta in ambito d’energie rinnovabili è di un gruppo di ricercatori della Stanford University: attraverso l’inversione del processo di desalinizzazione dell’acqua, hanno trovato il modo di ricavare energia dalla differenza del gradiente di salinità tra acqua di mare ed acqua dolce.

Tutti sappiamo che il processo di desalinizzazione permette di ricavare acqua dolce dalla salata. Cosa avviene, invece, se si realizza il processo inverso? Ovvero se si “salinizza” l’acqua? Si genera corrente elettrica, come spiega il professor Yi Cui, del Dipartimento di Scienze dei Materiali dell’Università di Standford e coautore della ricerca.

“La differenza di salinità tra acqua di mare ed acqua dolce è una fonte rinnovabile di un’enorme quantità d’energia entropica – ha detto il prof. Yi Cui – ma fino ad oggi è rimasta una sfida estrarla efficientemente in forma d’energia utilizzabile. Abbiamo realizzato un’apparecchiatura, chiamata mixing entropy battery (batteria entropica, ndr), che può estrarre ed immagazzinare tale energia in una forma utile d’energia elettrochimica”.

La batteria entropica consiste in un sistema elettrochimico reversibile, in cui il sale è il reagente. Il sistema è composto da sue semplici elettrodi, uno anionico, che interagisce col gli ioni del cloro ed uno cationico, che interagisce con quelli del sodio. I due elettrodi, contenenti i rispettivi ioni incorporati nelle loro strutture, sono inizialmente immersi, in uno stato scarico, in una soluzione d’acqua dolce. In tale soluzione la batteria si carica, rimuovendo gli ioni di cloro e sodio dai rispettivi elettrodi. Successivamente, la soluzione d’acqua dolce viene sostituita con una soluzione concentrata d’acqua di mare, che provoca un aumento della differenza di potenziale tra gli elettrodi. A tale elevata differenza di potenziale, anioni e cationi si rincorporano nei rispettivi elettrodi e la batteria si scarica. La soluzione d’acqua marina viene, quindi, rimossa e sostituita con acqua dolce, che risulta dalla diminuzione della differenza di potenziale tra gli elettrodi.

“È il processo inverso alla desalinizzazione dell’acqua – sottolinea il prof. Yi Cui – che ci permette di creare energia. Abbiamo notato che tale processo di scambio tra acqua dolce e salata può essere effettuato anche attraverso in un processo a flusso e quindi essere utilizzato su larga scala”.

I ricercatori di Stanford hanno ricavato elettricità dalla differenza di potenziale tra salinità d’acqua marina ed acqua dolce, con un’efficienza pari al 74% ma “avvicinando di più gli elettrodi tra loro, sarà possibile raggiungere un’efficienza pari all’85%”.

Yi Cui ha, inoltre, svolto un calcolo considerando l’acqua delle foci di tutti i fiumi che si riversano in mari ed oceani: applicato su tale scala, il sistema della batteria entropica sarebbe in grado di generare 2 terawatt, circa il 13% dell’energia attualmente utilizzata in tutto il mondo.

La batteria entropica è semplice da fabbricare e può contribuire significativamente alla produzione d’energia rinnovabile per il futuro. Per produrre energia in una grande centrale elettrica, basterebbe costruirla vicino alla foce di un fiume, là dove l’acqua dolce incontra la salata. Estraendo dal fiume 50 metri cubi di acqua al secondo, la centrale produrrebbe più di 100 megawatt d’energia”.

La creazione della batteria entropica è l’ennesima dimostrazione che l’energia si può ricavare da fonti, oltre che rinnovabili, pulite e sane. Il carbone, la fusione nucleare “calda” ed il petrolio continuano ad essere utilizzati quali principali fonti d’energia, mentre le tante nuove tecnologie, tra cui anche quella appena presentata, potrebbero già soddisfare l’intero fabbisogno energetico del pianeta.

Quello che manca è, come sempre, interesse ed una sana e lungimirante responsabilità sociale da parte di tutti coloro che pretendono, invece, mantenere un controllo politico ed economico sull’energia, frenando l’evoluzione scientifica e tecnologica. Presto sarà necessario andare oltre la primitiva (ma lucrosa, ndr) dipendenza dalle materie prime inquinanti e radioattive. Arriverà il giorno in cui il dibattito internazionale sull’energia non sarà più una guerra tra Greenpeace e Governi, tra Verdi, squali di Wall Street e mafie di tutto il mondo: sviluppare una rinnovata coscienza ambientale ed umana sarà necessaria per continuare, semplicemente, a vivere su questo pianeta.

Matteo Vitiello

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