Una nuova cella solare a base di perovskite è stata sviluppata per produrre elettricità sott’acqua. Il principale problema delle perovskiti, che rispetto al silicio possono essere economiche, flessibili e altamente efficienti, è il loro rapido degrado, dovuto soprattutto all’umidità. Tuttavia, la possibilità di adattarle a diverse lunghezze d’onda della luce consente loro di sfruttare la luce subacquea che i pannelli al silicio non riescono a utilizzare. Anche la scarsa luminosità e l’ambiente fresco possono prolungare la vita utile della cella.
Per aumentare la resistenza, i ricercatori hanno utilizzato un additivo a base di cloridrato di poliesametilene guanidina. Questa sostanza, oltre a creare uno strato idrorepellente, ha favorito la formazione di cristalli più grandi, limitato il movimento degli ioni e migliorato la produzione di elettricità. Nei test che simulavano la luce a una profondità di circa 10 metri, la cella ha convertito in elettricità circa il 35% dell’energia luminosa; nei pannelli al silicio l’efficienza si aggira generalmente intorno al 20%.
Dopo circa 40 giorni in acqua di mare, il pannello dotato di strati protettivi ha mantenuto il 99,6% dell’efficienza iniziale. I ricercatori hanno calcolato che potrebbe funzionare per 5,5 anni prima che l’efficienza scenda all’80%. Collegato a un piccolo veicolo nel Mar Cinese Meridionale, il pannello ha ricaricato batterie a bottone per diverse ore a profondità di 2, 6 e 10 metri. A 2 metri, le onde facevano oscillare la produzione, mentre a profondità maggiori la luce era più stabile ma più debole. A 10 metri, la produzione di energia era leggermente inferiore a un quarto di quella registrata a 2 metri. Si afferma che il progetto potrebbe essere utilizzato nei sistemi autonomi di alimentazione marini e nelle infrastrutture subacquee dell’Internet of Things.
Perché è importante
Questo approccio offre una soluzione per soddisfare direttamente nell’ambiente circostante il fabbisogno energetico dei piccoli veicoli subacquei e delle infrastrutture dell’Internet of Things. La possibilità di adattare le perovskiti a diverse lunghezze d’onda trasforma la luce subacquea che i pannelli al silicio non riescono a sfruttare in un ambito di utilizzo distinto. Il fatto che gli additivi e gli strati protettivi limitino sia il degrado causato dall’umidità sia il movimento degli ioni risponde direttamente al principale problema di durata della tecnologia. Tuttavia, poiché la prova sul campo è durata alcune ore e il test in acqua di mare circa 40 giorni, resta da verificare se la durata di vita calcolata di 5,5 anni sarà confermata nell’uso reale. Anche la diminuzione della produzione con l’aumentare della profondità rappresenta uno dei principali limiti che determinano quali dispositivi possano essere alimentati con questo sistema.