Ogni ecosistema in natura si alimenta con l’energia pulita del sole: le piante in particolare captano la luce e sintetizzano i nutrimenti di cui hanno bisogno, intrappolano l’anidride carbonica e liberano ossigeno, migliorando la qualità dell’aria circostante. Gli esseri umani al contrario oggi utilizzano soprattutto energie di origine fossile, che generano emissioni nocive. Non solo, costruiamo edifici, città e veicoli che inquinano.
Con il fotovoltaico si potrà cambiare il modello di sviluppo, costruendo edifici in grado di essere autosufficienti e di comportarsi come alberi, che vivono per fotosintesi. Grazie all’energia prodotta dal sole, sintetizzata dalle tecnologie come il fotovoltaico o le celle a combustibile, le nostre città potrebbero essere in grado di depurare l’aria e di garantire una effettiva qualità di vita.

Quest’estate un team di ricercatori australiani della Monash University di Melbourne ha svelato, per primo al mondo, una foglia artificiale capace di produrre fotosintesi e accumulare energia: il sistema imita il processo naturale con cui le piante producono sostanze nutrienti usando la luce solare per separare ossigeno e idrogeno.
Il congegno può accumulare il 22,4% dell’energia solare catturata e usa un elettrodo di nichelio, elemento relativamente comune e ‘benigno’ per l’ambiente. Altri sistemi usano metalli rari e costosi come il platino e il palladio, o inquinanti come cadmio e piombo. Il sistema può essere usato per immagazzinare energia solare in eccesso quando la rete elettrica è satura, o per alimentare il numero crescente di automobili con pile a combustibile. Il fotovoltaico può essere installato sui tetti delle case, ma anche sulle stazioni di servizio. Si potranno produrre modelli portatili in caso di emergenza o di disastri naturali, o più comunemente per campeggiatori ed escursionisti.

Pochi mesi prima dagli Stati Uniti era arrivata invece la notizia di un sistema capace di convertire la luce solare in combustibile liquido. È nata all’Università di Harvard l’idea di una “foglia artificiale” che produce biocarburante attraverso un meccanismo complesso che simula la fotosintesi e si serve dell’azione di un batterio geneticamente modificato. Se c’è acqua, luce e anidride carbonica, la foglia bionica potrà produrre combustibili ecologici.

Il binomio foglie e fotovoltaico ha trovato applicazione all’Expo nel padiglione della Germania. Qui per rappresentare I Germogli di idee si è integrata la tecnologia fotovoltaica organica (OPV) trasformando le strutture in alberi solari capaci di generare energia. I circuiti stampati dei moduli esagonali OPV sono stati laminati su entrambi i lati e fissati tramite clip a una rete d’acciaio a filigrana, attraverso la quale l’energia elettrica veniva trasportata a partire dalla cella. L’energia prodotta durante il giorno veniva immagazzinata in un innovativo sistema di stoccaggio situato ai piedi dei cinque elementi, i cosiddetti germogli di idee. Tale sistema alimentava un’efficiente lampada a LED che di notte illuminava dal basso gli alberi solari.
L’idea di base era quella di un ciclo dell’energia chiuso in sé proprio secondo il modello della natura: gli alberi solari si autoalimentano, contribuiscono a diminuire l’impiego di energia esterna per l’interno dell’edificio e di conseguenza favoriscono il risparmio di risorse. Dalla sperimentazione dell’Expo al mercato: la stampa sulle celle è un’innovazione che potrà avere interessanti ricadute nel campo dell’architettura, dell’illuminazione pubblica e nell’integrazione armonica progetto-impianti.

Da tempo il mercato sta testando alcuni prodotti specifici, applicazioni tecnologicamente avanzate: alcune più eleganti, altre più kitsch. Tra queste c’è l’azienda americana che ha ideato l’impianto Solar Ivy, ricoprendo di fotovoltaico gli edifici allo stesso modo della caratteristica edera rampicante: un impianto energetico che non si limita a produrre elettricità attraverso la combinazione di pannelli solari, ma che è capace di generare energia dal vento grazie al movimento delle foglie che assorbono anche l’energia eolica. In questo caso le celle sono state serigrafate con un inchiostro conduttivo, permettendo l’eventuale disponibilità delle foglie in diversi colori e adattabili ad esigenze estetiche. La prima commercializzazione è del 2009 e il brevetto, in commercio dal 2011, è in continua evoluzione. In questo caso si stima che una copertura abitativa pari ad un numero di 500 foglie possa generare 250 watt di potenza. Il costo medio di ogni foglia è compreso tra i 19 e i 24 dollari.