I cavi in fibra ottica, noti per trasportare i dati di internet ad altissima velocità, potrebbero presto assumere un secondo, fondamentale ruolo: quello di conduttori di energia. Questa è la promessa che arriva da una nuova ricerca condotta dall'Università di Ottawa in collaborazione con il Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems, in Germania. Gli scienziati hanno sviluppato un innovativo convertitore di potenza fotonico capace di trasformare la luce di un laser in elettricità con un'efficienza senza precedenti, aprendo la strada all'alimentazione di dispositivi situati in luoghi remoti o inospitali.
Finora, il grande limite dei sistemi di alimentazione tramite luce (noti come "power-by-light") era la significativa perdita di potenza lungo il cavo. Su lunghe distanze, gran parte della luce inviata si disperdeva, rendendo il sistema poco pratico. La soluzione a questo problema risiede in un dispositivo a "multi-giunzione". Si tratta di una struttura complessa, formata dalla sovrapposizione di più strati di materiali semiconduttori, progettata per assorbire la luce laser in modo molto più completo. Il risultato è una conversione in energia elettrica decisamente più performante.
Il prototipo, nato da un sofisticato modello di simulazione, ha confermato le aspettative. È in grado di generare una tensione superiore a 2 volt e vanta un'efficienza di conversione che supera il 53%. Un fattore chiave del successo è l'utilizzo di un laser a infrarossi con una lunghezza d'onda di 1.446 micrometri. Questa specifica frequenza luminosa è la stessa impiegata nelle telecomunicazioni a lunga distanza proprio perché subisce una bassissima attenuazione all'interno della fibra ottica. Come ha spiegato Gavin Forcade, primo autore dello studio apparso su Cell Reports Physical Science, questo si traduce in "un miglioramento drastico nella trasmissione di potenza e dati su distanze superiori al chilometro, dove i sistemi tradizionali non sono praticabili".
Le implicazioni di questa tecnologia sono molteplici e di grande impatto. Si pensi alla possibilità di alimentare sensori per il monitoraggio di reti elettriche intelligenti (smart grid) senza il rischio di guasti dovuti a fulmini, oppure sensori posti sulle pale delle turbine eoliche. La professoressa Karin Hinzer, che ha supervisionato il progetto, sottolinea come la tecnologia potrebbe ridurre i rischi di scintille in ambienti pericolosi, come raffinerie o impianti chimici, e persino alimentare telecamere e sensori sottomarini.
Si apre così la prospettiva di utilizzare le infrastrutture in fibra ottica esistenti non solo per comunicare, ma anche per alimentare in modo sicuro e affidabile una nuova generazione di dispositivi remoti.
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