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INNOVAZIONI/ Gli ingegneri del MIT imparano dalle spugne a produrre vapore

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Solar Hot Spot (MIT)  Solar Hot Spot (MIT)

Gli ingegneri sempre più prendono suggerimenti dalla natura per sviluppare sofisticate tecnologie, soprattutto in campo energetico e ambientale. Le idee in proposito si moltiplicano. Come quella presentata nei giorni scorsi sulla rivista Nature Communications che descrive un nuovo materiale sviluppato presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica del MIT (Massachusetts Institute of Technology) che genera vapore “assorbendo” energia solare.

La nuova struttura è composta da uno strato di scaglie di grafite e da una sottostante schiuma di carbonio; in tal modo si comporta come un materiale isolante e poroso che galleggia sull'acqua. L'approccio del team di ingegneri del MIT è relativamente semplice: poiché il vapore è generato sulla superficie di un liquido, hanno cercato un materiale che fosse efficiente sia nell’assorbire la luce solare sia nel generare vapore sulla superficie di un liquido.

Dopo molte prove con diversi materiali, si sono orientati su una struttura a doppio strato a forma di disco sottile. La sua superficie è costituita da grafite che i ricercatori hanno esfoliato inserendo il materiale in un forno a microonde. Un effetto, dicono, "proprio come con i popcorn": la grafite bolle, formando un nido di fiocchi. Il risultato è un materiale altamente poroso che può ottimamente assorbire e trattenere l'energia solare.

Lo strato inferiore della struttura è una schiuma di carbonio che contiene sacche di aria per mantenere a galla la schiuma e fungere da isolante, impedendo la fuoriuscita di calore verso il liquido sottostante. La schiuma contiene anche molto piccoli pori che permettono all'acqua di insinuarsi attraverso la struttura tramite azione capillare.

Quando la luce solare colpisce la struttura, crea un hotspot nello strato di grafite, generando un gradiente di pressione che estrae l'acqua attraverso la schiuma carbonio. Quando l'acqua penetra nello strato di grafite, il calore concentrato nella grafite trasforma l'acqua in vapore. La struttura funziona in pratica come una spugna che, una volta messo in acqua in una calda giornata di Sole, può continuamente assorbire e far evaporare il liquido. Maggiore è la luminosità, tanto più vapore viene generato.



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