Il futuro dell'energia è nei superconduttori

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Il luminoso futuro ecologico che probabilmente ci attende esiste in teoria ma, come tutti sappiamo, ci sono elementi chiave di tecnologia che ancora non abbiamo trovato, come batterie a capacità più alta o metodi migliori di elaborazione dei biocombustibili. In modo analogo, uno dei maggiori gap tecnologici che ostacolano la rete energetica statunitense è una mancanza di conoscenze riguardo i superconduttori, materiali che possono condurre l’elettricità senza perdita d’energia.

Adesso, alcuni scienziati del Department of Energy potrebbero aver squarciato una parte critica del mistero dei superconduttori, aprendo le porte ad una rete che può condurre la corrente elettrica su lunghe distanze senza una drastica perdita d’energia.

I superconduttori lavorano solamente a temperature estremamente basse, rendendoli praticamente inutili, perché l’energia usata per raffreddarli a quelle temperature annulla il vantaggio del risparmio energetico.

Per decenni, i ricercatori hanno cercato di capire perché i superconduttori non funzionassero a temperatura ambiente: sapevano che ciò aveva qualcosa a che fare con il comportamento degli elettroni durante la cosiddetta 'fase pseudogap', una variazione di temperatura in cui la superconduttività si interrompe.

Ora i ricercatori pensano di averlo capito. Durante la fase pseudogap, gli elettroni subiscono un cambiamento nei semiconduttori di ossido di rame in cui l’abilità degli elettroni di scavare è diversa in atomi di ossigeno diversi.

Per citare Séamus Davis, il project leader e principale autore dell’articolo su Nature descrive così la ricerca: “Immagina l’atomo di rame al centro dell’unità, con un ossigeno al ‘nord’ ed uno ad ‘est’ e questa unità intera che si ripete continuamente lungo lo strato di ossido di rame. In ogni singola unità di ossido di rame, l’abilità degli elettroni di scavare dall’atomo di ossigeno a nord è diversa da quella dell’ossigeno ad est”.

Questa asimmetria è la chiave, e sebbene ancora non ci dà la soluzione per i superconduttori, è un significativo inizio. Le asimmetrie nei cristalli liquidi hanno dato agli scienziati gli strumenti per manipolarli, ed ora gli schermi LCD sono economici e diffusissimi.

In modo analogo, il team del DOE spera che questa scoperta dia sfogo alla ricerca sui superconduttori e culmini nei materiali a temperatura ambiente che spostino la corrente elettrica senza perdita di energia.

Ciò non solo renderà l’energia più economica, ma renderà possibile diffondere energia rinnovabile dai luoghi ventosi e soleggiati a quelli che non lo sono, o spostare surplus d’energia per lunghe distanze verso luoghi con poca corrente, evitando di utilizzare piante a gas naturale.

Antonino Neri

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