E se un giorno per accumulare l’energia del fotovoltaico bastasse la struttura stessa della casa? Un nuovo cemento stampato in 3D funziona anche come supercondensatore, immagazzinando e rilasciando elettricità. È ancora un prototipo, ma potrebbe trasformare muri e solai in una gigantesca riserva energetica.
Il cemento 3D adesso può anche accumulare energia
L’idea sembra uscita da un film di fantascienza, ma il prototipo esiste. Un gruppo di ricercatori ha sviluppato un supercondensatore a base di cemento realizzato mediante stampa 3D, capace di svolgere contemporaneamente una funzione meccanica e una funzione di accumulo energetico.
Lo studio, pubblicato su ACS Nano, parte da una miscela di cemento, nanotubi di carbonio e carbon black utilizzata per creare elettrodi stampabili. La stampa 3D permette di disporli secondo una particolare geometria “a dita intrecciate”, riducendo il percorso che gli ioni devono compiere e migliorando così le prestazioni del dispositivo.
Il risultato più interessante per l’edilizia è che il materiale non diventa semplicemente una pila fragile rivestita di cemento. Nei test ha raggiunto una resistenza a compressione di 23 MPa, valore che i ricercatori indicano come comparabile a quello di calcestruzzi commerciali utilizzati per elementi come solai e scale. Tre dispositivi collegati tra loro sono riusciti anche ad alimentare una piccola serie di LED.
Fotovoltaico senza batteria: l’energia arriva dalla casa
Oggi un normale impianto fotovoltaico con accumulo utilizza batterie separate per conservare l’energia prodotta dai pannelli e non consumata immediatamente. L’idea dei ricercatori è radicalmente diversa: portare una parte dell’accumulo direttamente nei materiali con cui è costruito l’edificio.
In prospettiva, l’energia prodotta sul tetto potrebbe quindi essere conservata vicino al punto in cui viene generata, senza concentrare necessariamente tutto lo stoccaggio in grandi batterie installate sul tetto o in un locale tecnico.
Attenzione però a non trasformare il prototipo in qualcosa che ancora non è. Un supercondensatore non equivale a una tradizionale batteria domestica: generalmente conserva quantità inferiori di energia, ma è capace di assorbirla e rilasciarla molto velocemente e di sopportare moltissimi cicli.
L’obiettivo potrebbe quindi non essere semplicemente “eliminare la batteria”, ma cambiare completamente il modo in cui un edificio gestisce l’energia: struttura, accumulo e persino sistemi della futura smart home potrebbero iniziare a dialogare tra loro.
Il cemento 3D accumulatore è ancora un prototipo
Per arrivare da un piccolo prototipo alla casa che accumula l’energia nei propri muri servirà parecchia strada. Uno dei limiti è già emerso nei test: il dispositivo ha funzionato stabilmente con moderate variazioni di temperatura, mentre intorno a -18 °C le prestazioni sono diminuite sensibilmente.
I ricercatori indicano quindi tra le prossime sfide la gestione dell’umidità e il comportamento dell’elettrolita alle basse temperature. Restano poi tutte le questioni decisive per un utilizzo reale: capacità di accumulo su grande scala, durabilità per decenni, costi, sicurezza, manutenzione e integrazione nelle normali tecniche costruttive.
La stampa 3D applicata all’edilizia, del resto, sta già mostrando che è possibile incorporare nuove funzioni direttamente nelle pareti. Il passo successivo potrebbe essere ancora più radicale.
Non costruire una casa e poi aggiungerle una batteria, ma costruire una casa in cui una parte dell’accumulo energetico è già dentro ciò che la tiene in piedi. Per ora è laboratorio. Ma se la tecnologia riuscisse davvero a scalare, la definizione di “casa alimentata dal fotovoltaico” potrebbe cambiare parecchio.
