Un team di ricerca guidato da Simin Ma presso l'Università di Yunnan ha sviluppato celle solari a perovskite progettate specificamente per generare elettricità sott'acqua, superando la tradizionale vulnerabilità di questi materiali all'umidità. Sebbene le perovskiti siano spesso apprezzate per essere più economiche e flessibili rispetto al silicio, la loro rapida degradazione in ambienti umidi è stata a lungo il principale ostacolo alla loro adozione diffusa.
La svolta risiede nell'utilizzo di perovskiti a banda proibita ampia (circa 1,96 eV), che possono essere calibrate per assorbire le lunghezze d'onda della luce che penetrano nell'acqua di mare, a differenza dei pannelli al silicio. Per risolvere il problema della durata, il team ha introdotto un additivo chiamato cloridrato di poli-esametilen guanidina (PHMG). Questo composto crea uno strato idrorepellente e stabilizza il reticolo cristallino della perovskite, impedendo la migrazione degli ioni e favorendo la formazione di cristalli più grandi.
In test controllati che simulavano una profondità oceanica di 10 metri, le celle hanno raggiunto un'efficienza di conversione energetica di circa il 35%, un valore significativamente superiore al 20% tipico dei pannelli al silicio. Secondo i ricercatori, i livelli di luce inferiori e le temperature più fredde presenti in immersione potrebbero potenzialmente aiutare le celle a durare più a lungo.
I test di durata nel mondo reale hanno previsto l'immersione di un pannello protetto in acqua salata per 40 giorni, al termine dei quali ha mantenuto il 99,6% della sua efficienza originale. Il team stima una vita utile di circa 5,5 anni in acqua marina prima che l'efficienza scenda all'80%. Ulteriori test sul campo nel Mar Cinese Meridionale, utilizzando un veicolo in grado di mantenere profondità specifiche, hanno confermato che, sebbene la produzione di energia sia massima a 2 metri, essa rimanga costante — seppur più bassa — a profondità di 6 e 10 metri. A 10 metri, la produzione energetica era leggermente inferiore a un quarto di quella registrata a 2 metri.
Questa tecnologia potrebbe fornire energia fondamentale per sistemi marini autonomi e infrastrutture Internet of Things (IoT) sommerse, come veicoli subacquei senza equipaggio e sensori abissali. Questo sviluppo si integra con altre tendenze energetiche oceaniche, come l'uso di nanorobot biomimetici per l'estrazione di litio o la pianificazione di data center AI offshore.
Lo studio è stato pubblicato su Joule.
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