Ghiaccio e sale insieme generano energia: la scoperta degli scienziati

Da sempre l’acqua è stata una risorsa fondamentale per produrre energia, dai mulini ai moderni impianti idroelettrici. Il ghiaccio, invece, è stato a lungo considerato un materiale privo di interesse in questo campo, perché incapace di generare carica elettrica se compresso, come invece fanno i materiali piezoelettrici. Un gruppo di ricercatori ha però dimostrato che la storia potrebbe essere diversa.

Un team internazionale guidato dall’Istituto Catalano di Nanoscienza e Nanotecnologia (ICN2), con la collaborazione della Xi’an Jiaotong University e della Stony Brook University, ha osservato che il ghiaccio può produrre elettricità quando viene deformato in modo irregolare, grazie a un fenomeno chiamato flexoelettricità. Da questa prima scoperta è nata una seconda, ancora più sorprendente: aggiungendo del comune sale da cucina al ghiaccio, la sua capacità di generare corrente aumenta di circa mille volte rispetto al ghiaccio puro.

Lo studio, pubblicato su Nature Materials, porta la firma di Xin Wen, sotto la supervisione di Gustau Catalán, responsabile del gruppo di Ossidi Nanofisici di ICN2, e di Shengping Shen, docente in Cina. La rivista ha dedicato la copertina a questa ricerca e ha chiesto al professor Daesu Lee di commentarne i risultati.

Ma come funziona il processo? Quando il ghiaccio contiene sale in una concentrazione del 25%, le particelle di acqua e gli ioni di sodio e cloro si dispongono lungo i confini tra i cristalli. Se il materiale viene piegato, queste particelle si spostano dalle zone compresse verso quelle stirate, generando un flusso elettrico. In pratica, il ghiaccio salato riesce a comportarsi in modo simile ad alcuni materiali piezoelettrici già usati in elettronica.

I ricercatori hanno persino realizzato dei prototipi in grado di trasformare la deformazione del ghiaccio in energia utilizzabile. Le possibili applicazioni spaziano dai sensori a basso costo fino a dispositivi per la raccolta di energia in ambienti estremi, come le regioni polari, dove il ghiaccio è abbondante e facilmente reperibile.

Non mancano però i limiti: il ghiaccio salato perde efficienza dopo numerosi cicli di utilizzo e la quantità di energia prodotta resta inferiore a quella garantita dai materiali piezoelettrici più avanzati in commercio. Ciononostante, le caratteristiche di sostenibilità, economicità e disponibilità rendono questa soluzione molto interessante per future tecnologie verdi.