Le 10 principali tecnologie innovative nel settore dell’energia sostenibile

La transizione verso un futuro più sostenibile è inevitabile se vogliamo salvare il nostro pianeta.

Sono molte le innovazioni che stanno plasmando il settore delle energie rinnovabili. Le nuove tecnologie energetiche stanno diventando sempre più popolari, creando una maggiore consapevolezza sul passaggio a soluzioni più pulite. Molti settori stanno attuando cambiamenti e si stanno concentrando sulla creazione di ambienti più sostenibili, dall’energia solare, all’immagazzinamento di energia, ai veicoli elettrici, alle pompe di calore innovative, alle tecnologie dell’idrogeno, alle reti elettriche intelligenti e a un maggior numero di alternative a carbone, petrolio e gas.

Con la crescita delle energie rinnovabili, c’è la possibilità di abbandonare l’uso dei combustibili fossili. Oggi, l’attenzione si concentrerà sulle innovazioni sostenibili che formano il futuro di un mondo nuovo e più pulito.

Il nostro universo è un mare di energia pulita e gratuita. È tutto là fuori, in attesa che noi ci imbarchiamo su di esso.

Robert Adams, fotografo americano di paesaggi

Quali innovazioni sostenibili trasformeranno il settore energetico?

Con la crescita dell’intelligenza artificiale (AI), della produzione additiva, dell’automazione e di altre tecnologie, la transizione verso un futuro più pulito può essere più facile, poiché molti dei progressi aiutano a controllare e monitorare le infrastrutture e a migliorare l’ambiente sostituendo le vecchie apparecchiature con soluzioni più nuove e migliori. Le Thermocamere, ad esempio, indicano i danni agli impianti solari causati dal surriscaldamento e i trasmettitori di pressione possono essere utilizzati nelle applicazioni sull’idrogeno per esaminare la forza di espansione di un campione liquido o gassoso. 

Grazie ai progressi tecnologici, è possibile monitorare e misurare sempre più cose, creando l’opportunità per il mondo intero di costruire un ambiente più sostenibile. Per questo motivo, oggi ci concentreremo su alcune delle tendenze che stanno influenzando l’industria dell’energia.

1. Treni a energia solare 

Thomas A. Edison, uno dei più importanti inventori nel settore della produzione di energia elettrica, disse: “Punterei sul sole e sull’energia solare. Che fonte di energia! Spero che non dovremo aspettare che il petrolio e il carbone si esauriscano prima di affrontare la questione”. Questo dimostra che il potenziale dell’energia solare è enorme. 

Tuttavia, anche se l’energia solare è una delle fonti rinnovabili più diffuse, non è ancora così popolare come i combustibili fossili. IEA L’ ha stimato che il 29% dell’elettricità mondiale è generata da energie rinnovabili e che l’energia solare è la terza tecnologia di elettricità rinnovabile dopo l’energia idroelettrica e l’eolico terrestre, dopo aver superato la bioenergia nel 2019.

Molte persone sono d’accordo con Edison e cercano di trovare altri modi per utilizzare l’energia solare, come i treni a energia solare. Questo mezzo di trasporto può funzionare tutto il giorno senza essere ricaricato. Come riportato dalla BBC nel video sulla ferrovia solare (vedi sotto), il treno esporta il 75% dell’energia che crea nella rete.

2. Pannelli solari a base di rifiuti alimentari

I miglioramenti nel settore dell’energia sono costanti e uno di questi è rappresentato dai pannelli solari realizzati con i rifiuti alimentari. Il materiale innovativo è stato creato utilizzando particelle luminose di frutta e verdura scartate. È stato progettato da uno studente di ingegneria, Carvey Ehren R. Maigue, che lavora per AuReus, e con la sua idea è diventato vincitore del James Dyson Award. Non è forse il concetto più sostenibile in circolazione?

3. Energia eolica senza pale

Con lo sviluppo di nuove tecnologie, sono state introdotte soluzioni più avanzate per le fonti di energia rinnovabile, come le turbine eoliche. Tutti conoscono o almeno hanno visto le comuni turbine eoliche, che di solito sono grandi e possono essere installate in mare aperto e a terra, ne abbiamo già parlato in questo articolo. Tuttavia, qualcuno ha mai visto un nuovo progetto di turbina eolica che non richiede pale rotanti?

Una startup spagnola, Vortex Bladeless, ha progettato il nuovo design. Un’asta elastica viene utilizzata per fissare verticalmente nel terreno la turbina senza pale alta 3 metri. È costruita in modo da oscillare all’interno della gamma di velocità del vento e la vibrazione che ne deriva produce energia. Queste turbine senza pale possono essere utilizzate in aree urbane o residenziali senza lo spazio necessario per costruire parchi eolici convenzionali.

4. Batterie al litio-vetro

L’importanza delle batterie nella transizione verso le energie rinnovabili è enorme. In questo articolo, ci siamo concentrati sulla batteria agli ioni di litio, l’innovazione di John Goodenough. Goodenough è chiamato il “padre delle batterie agli ioni di litio” e per questa invenzione ha vinto il Premio Nobel per la Chimica. Questo, tuttavia, non gli ha impedito di contribuire allo sviluppo di una batteria al litio-vetro che ha una capacità che aumenta con l’età e una densità di energia doppia rispetto alle batterie agli ioni di litio.

Queste batterie hanno una durata di vita molto più lunga rispetto alle batterie convenzionali. Inoltre, funzionano a temperature più basse, si caricano più rapidamente, costano meno, sono più sicure (non sono infiammabili) e immagazzinano più energia nel tempo.

5. Pneumatici ricaricabili

Goodyear sta sviluppando un’idea innovativa di pneumatici elettrici che si ricaricano durante l’utilizzo. La propulsione avverrebbe grazie al calore generato dall’attrito tra pneumatico e strada. Anche quando sono fermi, questi pneumatici possono essere caricati.

Inoltre, immaginate un pneumatico che si adatti alle condiziospani atmosferiche, alle condizioni della strada o al modo in cui volete viaggiare. La nuova innovazione di Goodyear, creata da una sostanza biologica e rinforzata con fibre modellate con una delle sostanze più resistenti della natura, la seta di ragno. Questo lo rende completamente biodegradabile e incredibilmente resistente.

6.Alberi a energia solare stampati in 3D

Invece di abbattere alberi per ottenere energia, perché non piantarli? I ricercatori del Centro di ricerca tecnica VTT della Finlandia hanno creato un prototipo di albero che raccoglie l’energia solare, cinetica e termica dall’ambiente circostante, all’interno o all’esterno. Può immagazzinare l’energia e convertirla in elettricità per alimentare piccoli apparecchi come lampadine a LED, umidificatori, termometri e telefoni cellulari. 

Gli alberi artificiali per la raccolta di energia possono essere replicati all’infinito. Sono stati realizzati per assomigliare a della alberi, in modo da poterli collocare in giardini e altri ambienti naturali.

7. Gli aerei alimentati dai rifiuti

Una delle attività umane a più alta intensità di carbonio è il viaggio in aereo. Oltre ai già citati pannelli solari alimentari ricavati dai rifiuti, questi possono essere utilizzati anche per alimentare gli aerei. Questi aerei alimentati dai rifiuti sono spinti da combustibili derivati dai rifiuti, come rifiuti umani “umidi”, cibo e liquami, legno e rifiuti domestici che reagiscono con sostanze chimiche catalitiche.

Altre aziende si concentreranno sulla produzione di carburante per aerei da fonti di carbonio di scarto come i rifiuti alimentari e la spazzatura municipale. Le implicazioni climatiche di questo carburante sarebbero minori rispetto a quelle dei carburanti tradizionali, perché derivano da piante che assorbono l’anidride carbonica dall’atmosfera. Secondo Popular Mechanics, i rifiuti alimentari rappresentano il 6% delle emissioni mondiali di gas serra, rispetto al 2,5% degli aerei.

8. Energia solare 3.0 

Probabilmente avrete già sentito parlare delle rivoluzioni industriali, come Industria 5.0, che si concentra sulla collaborazione tra esseri umani e robot, ma avete mai sentito parlare del solare 3.0, la rivoluzione nel settore dell’energia solare? 

Il solare 3.0 è una centrale fotovoltaica completamente dispacciabile che utilizza una batteria di accumulo o un’altra unità di stoccaggio per consentire il time shifting, fornendo più o meno energia alla rete quando necessario. La rivoluzione principale consiste nel portare alla luce le perovskiti che utilizzano da 10 a 1000 volte meno materiale rispetto alle celle di silicio cristallino più comunemente utilizzate. Scopri di più nel video.

9. Nanotubi di carbonio

Gli studenti del Massachusetts Institute of Technology hanno scoperto un materiale innovativo costituito da nanotubi di carbonio in grado di produrre elettricità assorbendo energia dall’ambiente circostante.  

Le minuscole particelle di carbonio che possono generare una corrente semplicemente reagendo con il liquido che le circonda possono essere utilizzate per produrre energia. Secondo i ricercatori, il liquido, un solvente organico, estrae gli elettroni dalle particelle e crea una corrente che può essere utilizzata per far funzionare la robotica su micro o nanoscala o le reazioni chimiche.

10. L’edificio che si raffredda da solo

Abbiamo già scritto degli bioedilizia, mostrando come siano una parte essenziale della progettazione urbana che mitiga gli effetti del cambiamento climatico e consuma meno energia e acqua. Ma che dire degli edifici che non hanno bisogno di aria condizionata per raffreddarsi? 

In natura, le termiti creano tumuli torreggianti che vengono ventilati da un’intricata rete di tunnel. L’architetto dello Zimbabwe Mick Pearce ha utilizzato il metodo della biomimetica per creare un sistema di raffreddamento naturale che attingesse alla natura modellando la creatività delle termiti. Il risultato è un capolavoro architettonico che sfrutta l’aria di raffreddamento durante la notte e l’esaurimento del calore durante il giorno per ottenere un controllo climatico passivo del 90%.

Il futuro dell’energia è digitalizzato e sostenibile

Alcune delle innovazioni sostenibili presentate possono trasformare il settore dell’energia in un settore verde, in quanto i materiali della Terra utilizzati in modo razionale possono finalmente creare un equilibrio tra uomo e natura. La sostenibilità ci costringe a guardare a ciò che già utilizziamo, a riutilizzare e a trovare il potenziale negli scarti alimentari o nella natura che è piena di tesori. 

Tuttavia, alcune di queste tecnologie innovative citate nel testo non potrebbero essere scoperte e sviluppate senza altri progressi tecnologici, ad esempio gli alberi a energia solare probabilmente non esisterebbero senza la produzione additiva o i pneumatici ricaricabili senza l’invenzione delle batterie ricaricabili. Pertanto, la digitalizzazione può rendere il settore energetico più pulito, aiutandoci a scoprire soluzioni più sostenibili per il settore energetico, ad esempio utilizzando stampa 3D or contatori di energia. La digitalizzazione sta crescendo e sembra essere una parte inseparabile della nostra vita. Ora sempre più dispositivi saranno cannesso alla smart grid, e possiamo prevedere che alla fine tutto sarà connesso e monitorato.

*Poiché Distrelec non ha testato nessuna di queste innovazioni, non è in grado di confermare le affermazioni dei loro creatori.

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