La stessa umidità che al mattino si posa sull'erba come rugiada potrebbe un giorno alimentare le nostre case, di giorno e di notte, anche senza sole e senza vento. Il progetto europeo CATCHER ha lavorato su questo: trasformare il vapore acqueo presente nell'aria in elettricità, passando dalla teoria a migliaia di ore di prove. Ecco che cosa è stato verificato, quanto è grande questa risorsa e perché interessa chi studia energia — e alla fine puoi scoprire quanto ti appassiona l'energia del futuro.
Il sole e il vento sono ormai i pilastri delle energie rinnovabili, ma hanno un limite noto a tutti: il sole tramonta e il vento non soffia sempre. Per questo la ricerca cerca fonti capaci di lavorare anche quando le condizioni meteorologiche non aiutano. Una delle più sorprendenti è quasi invisibile: l'umidità atmosferica, cioè il vapore acqueo già presente nell'aria che respiriamo ogni giorno.
L'umidità si trova praticamente ovunque sulla Terra e viene continuamente rinnovata dal ciclo naturale dell'acqua. Se si riuscisse a trasformarla in elettricità in modo affidabile, si otterrebbe una fonte disponibile in modo costante, indipendente dall'ora del giorno.
CATCHER è un progetto finanziato dall'Unione europea attraverso il Consiglio europeo per l'innovazione (EIC). È stato coordinato dalla COFAC, l'ente che fa capo all'Università Lusófona in Portogallo, ed è durato dall'aprile 2022 al marzo 2026. A guidarlo è stata Svitlana Lyubchyk, ricercatrice e coordinatrice del progetto.
Il punto di partenza era una tecnologia sviluppata in precedenza, che il consorzio ha voluto perfezionare. «L'esigenza più ampia era quella di definire un percorso credibile verso una futura tecnologia autonoma di conversione dell'umidità in elettricità e di integrare le tecnologie convenzionali, come quella solare ed eolica», spiega la coordinatrice.
Il principio, nella descrizione fornita dal progetto, è semplice da enunciare: speciali convertitori catturano le molecole di vapore acqueo presenti nell'aria attraverso l'adsorbimento, cioè l'adesione dell'acqua alla superficie di un materiale. L'energia legata a questo processo viene poi convertita in energia elettrica.
Non servono pannelli rivolti al sole né pale che girano: il dispositivo sfrutta ciò che l'atmosfera offre in ogni momento. Proprio per questo la tecnologia viene presentata come complementare, e non alternativa, alle rinnovabili già diffuse.
Il dato più impressionante riguarda il potenziale complessivo. «La nostra valutazione indica che l'energia associata all'adsorbimento dell'acqua dall'atmosfera è pari a circa 50 volte l'attuale consumo energetico globale annuo», afferma Lyubchyk.
È importante però leggere bene questa cifra. La stessa ricercatrice chiarisce: «Si tratta di un limite massimo teorico che colloca l'umidità atmosferica tra le più grandi risorse rinnovabili al mondo, paragonabile in termini di scala all'energia eolica e superiore ad altre risorse rinnovabili già sfruttate a livello commerciale». In altre parole, il valore indica la dimensione della risorsa, non la quantità di energia che si potrà davvero produrre domani.
Nel corso del progetto i partner hanno ottimizzato i convertitori e li hanno messi alla prova. Tra i risultati principali:
Sono passaggi decisivi: una tecnologia energetica convince solo se funziona a lungo, in modo stabile e anche fuori dalle condizioni ideali di laboratorio.
L'obiettivo finale è una soluzione energetica disponibile 24 ore su 24, 7 giorni su 7, facile da usare e completamente riciclabile. Il sistema dovrebbe adattarsi a contesti molto diversi, dagli impianti di grande scala fino alle singole abitazioni, contribuendo agli obiettivi climatici dell'Unione europea per il 2050.
La coordinatrice guarda lontano: «Un nuovo prodotto rivoluzionario, in grado di integrare le tecnologie esistenti e di affrontare importanti sfide in materia di efficienza energetica, rafforzerà il mercato europeo dell'energia rinnovabile e decentralizzata».
La storia di CATCHER mostra da vicino come nasce una nuova fonte di energia: da un'idea e da una stima teorica si passa a prototipi, misure e test di migliaia di ore. È un percorso che coinvolge competenze diverse, dall'ingegneria energetica alla fisica, dalla chimica dei materiali all'ingegneria ambientale.
Per chi sceglie questi corsi di studio, progetti come quelli sostenuti dal Consiglio europeo per l'innovazione rappresentano un esempio concreto di come la ricerca europea cerchi di portare le scoperte dal laboratorio verso prodotti reali. L'articolo originale è disponibile su CORDIS.
Il progetto CATCHER ha lavorato per trasformare l'umidità dell'aria in elettricità, una fonte potenzialmente disponibile giorno e notte. Il potenziale teorico stimato è enorme, circa 50 volte il consumo energetico mondiale annuo, ma resta un tetto massimo e non una previsione di produzione. I convertitori hanno superato le 9000 ore di funzionamento continuo senza perdere prestazioni. La tecnologia è pensata per affiancare il solare e l'eolico, non per sostituirli.
Fonte: CORDIS, Commissione europea.
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