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In questo ventaglio di opportunità offerto dalle perovskiti, Barichello stava studiando quella di composizione FAPbBr₃ per integrarla nelle pareti degli edifici. Osservandone il peculiare comportamento con diverse frazioni di spettro luminoso, ha pensato di immergerla in acqua e verificare se avesse avuto senso farla funzionare anche lì per realizzare pannelli solari subacquei. Ha iniziato a farlo virtualmente e poi, appena le simulazioni le hanno dato ragione, ha dato il via a un lavoro di ricerca in team.
“L’idea è nata osservando come le celle a cui stavo lavorando filtravano la luce rossa lasciando penetrare quella blu e verde, proprio come accade a decine di metri sotto il mare – spiega Barichello – nessuno scommetteva su questa intuizione ma quando la ‘mia’ perovskite ha mostrato di produrre più energia se immersa in acqua, alcuni hanno cambiato idea”.
Per ora, le simulazioni al computer e alcuni test a qualche centimetro sott’acqua confermano la maggiore efficienza di conversione di luce in energia ipotizzata da Barichello. C’è anche una spiegazione fisico-chimica: “l’effetto combinato della diversità di indice di rifrazione tra vetro, aria e acqua, che riduce la riflessione della luce e migliora l’assorbimento, e la capacità di quest’ultima (l’acqua) di raffreddare il dispositivo, potenziandone le performance”.
Il problema dell’incapsulamento
Fatta questa scoperta, invece di esultare, i ricercatori si sono trovati a dover trovare il modo di renderla applicabile e utile anche nel mondo reale. Le perovskiti, infatti, fuori dal laboratorio sono estremamente sensibili all’umidità e contengono piombo. Per anche solo immaginare di poterle immergere in mare era necessario capire come isolarle in modo sicuro e funzionale, con la certezza di non dover assistere a infiltrazioni di acqua e a rilasci di piombo.
È in questa fase che entra in gioco BeDimensional e il suo adesivo polimerico idrofobico con cui il team ha realizzato una capsula che per ora promette bene. “Abbiamo lasciato in ammollo il dispositivo protetto da questo materiale per oltre 20 giorni e funzionava ancora – precisa Barichello – anche i rilasci di piombo si sono rivelati presenti solo nei primi giorni. Questo ci suggerisce che andrà inserito in acqua solo dopo opportuni lavaggi”.
Divieto di sosta sui pannelli
Trovata la soluzione “sbloccante” per evitare il “plof” dell’idea al primo reale tuffo in mare, Barichello ha iniziato concretamente a pensare alle applicazioni. Per prima cosa, ha escluso di arrivare a realizzare vasti impianti per la produzione di energia solare negli abissi, tutti in perovskite. Questo materiale, a suo avviso è più adatto ad alimentare piccoli dispositivi elettronici a profondità di circa 20 metri, per esempio i sensori.
“Molti hanno bisogno di batterie che costose da acquistare e sostituire ogni volta – spiega – se ci fosse un dispositivo che li alimenta direttamente e autonomamente, sarebbe un passo avanti per tutto l’internet of underwater things”. “Sarebbe”, dice, e non “sarà” e non per modestia. Barichello sa bene che c’è ancora una sfida che l’ambiente sottomarino pone e che l’incapsulamento non risolve. Si chiama biofueling e consiste nell’accumulo indesiderato di organismi acquatici (microorganismi, piante, animali) su superfici immerse o esposte all’ambiente acquatico. Quelli che sceglieranno il pannello solare di Barichello come casa o punto di appoggio, anche se fermi e immobili, gli impedirebbero di ricevere luce rendendoli inutile. Come impedire loro di attaccarvisi in modo innocuo?
