ENEA studia materiale che dissipa il calore senza riscaldare l’ambiente

Raffreddare edifici, tessuti e alimenti senza l'utilizzo di energia elettrica e senza contribuire al riscaldamento dell'ambiente: questo è l'ambizioso obiettivo del progetto condotto dall'ENEA. Al centro della ricerca c'è un metamateriale dalle straordinarie proprietà ottiche, in grado di mantenere una temperatura fino a 12°C inferiore rispetto a quella ambientale, senza consumare energia. I risultati di questa innovazione, pionieristica in Europa, sono stati pubblicati sulla rivista Energies e rappresentano un passo avanti cruciale nel campo del raffreddamento passivo diurno attraverso un approccio fotonico.

Come funziona il raffreddamento radiativo passivo

Il principio alla base del metamateriale è il raffreddamento radiativo passivo, un processo che si ispira alla capacità naturale della Terra di dissipare calore nello spazio. Di notte, il nostro pianeta smaltisce calore attraverso l'emissione di radiazioni infrarosse in una banda specifica dello spettro in cui l'atmosfera è trasparente. L'ENEA ha applicato questo concetto per creare un materiale spettralmente selettivo, capace di emettere calore direttamente verso l'Universo e ridurre la propria temperatura al di sotto di quella ambientale.

"Abbiamo sviluppato un metamateriale utilizzando la tecnica dello sputtering, che permette di deporre sottilissimi strati di materiali su substrati adesivi. Questo rende possibile il suo utilizzo su grandi superfici, come tetti e facciate di edifici", spiega Anna Castaldo, ricercatrice ENEA e autrice principale dello studio.

Un'alternativa ai sistemi attivi

A differenza dei metodi di raffreddamento tradizionali, come i condizionatori d'aria, che richiedono energia elettrica e disperdono calore nell'ambiente, il raffreddamento radiativo passivo offre una soluzione ecologica e sostenibile. "Il nostro approccio permette di trasferire il calore nello spazio senza impattare negativamente sull'ambiente circostante," aggiunge Castaldo.

Questo tipo di tecnologia non si limita al raffreddamento notturno: il metamateriale è progettato per funzionare anche sotto la luce solare diretta, raggiungendo un'efficienza che potrebbe, in teoria, portare a riduzioni di temperatura fino a 80°C rispetto agli oggetti circostanti.

Applicazioni e prospettive

Le potenziali applicazioni di questa tecnologia sono molteplici e rivoluzionarie: dalla realizzazione di edifici più freschi senza l'uso di climatizzatori, alla conservazione di alimenti e tessuti anche in condizioni di calore intenso. Inoltre, l'adattabilità del metamateriale a diverse superfici lo rende una soluzione versatile per vari settori industriali.

La ricerca si inserisce in un filone di studi già avviato negli anni '70 da pionieri come Luigi Nicolais e altri scienziati italiani, che avevano tentato di sviluppare un "frigorifero solare". Oggi, grazie ai progressi della tecnologia fotonica, l'ENEA sta rendendo realtà queste visioni futuristiche.

La risonanza internazionale del progetto

Il lavoro dell'ENEA ha attirato l'attenzione della comunità scientifica internazionale. Durante il 12° European Optical Society Annual Meeting 2024, tenutosi a Napoli, è stata dedicata una sessione speciale al Passive Radiative Cooling, alla quale hanno partecipato studiosi di fama mondiale come il Prof. Aaswath Raman e lo stesso Prof. Luigi Nicolais. Questo confronto ha evidenziato l'importanza del raffreddamento passivo radiativo come soluzione sostenibile per il riscaldamento globale e il crescente fabbisogno energetico.

Una tecnologia per il futuro

Con questa innovazione, l'ENEA dimostra come le tecnologie fotoniche possano offrire soluzioni concrete alle sfide del nostro tempo. La strada verso un futuro più sostenibile passa anche attraverso materiali intelligenti come il metamateriale radiativo, che promette di rivoluzionare il nostro modo di vivere e consumare energia.

Fonte: ENEA