Conosciamo tutti le celle fotovoltaiche, ma probabilmente meno note sono le celle termo-
fotovoltaiche.

Da non confondere con gli impianti omonimi, che nascono dall'unione della tecnologia solare fotovoltaica e di quella solare termica in un unico pannello, le celle termofotovoltaiche sono in grado di generare elettricità anche quando non c'è il sole, poiché assorbono la radiazione infrarossa proveniente dal calore circostante e la trasformano direttamente in elettricità.

Grazia a un nuovo metamateriale sviluppato da fisici dell'Università Nazionale Australiana e dell'Università della California a Berkeley ora è possibile produrre celle termofotovoltaiche superefficienti.

Il materiale è costituito da uno strato di nitruro di silicio spesso 50 nanometri sopra il quale sono disposti strati alternati di oro (30 nm di spessore) e fluoruro di magnesio (45 nm di spessore). I ricercatori vi hanno poi prodotto dei fori dalla forma allungata.

Tutto questo lavoro serve per poter sfruttare il fenomeno noto come dispersione magnetica iperbolica: l'interazione del materiale con la componente magnetica della luce produce un'emissione coerente, direzionale e polarizzata.

Visivamente, ciò significa che quando è colpito da radiazione infrarossa il metamateriale riluce, ma ciò che è importante è che la dispersione può essere regolata in termini di frequenza e intensità.

Usando il metamateriale per costruire un emettitore da accoppiare con delle celle termofotovoltaiche si aumenta di molto l'efficienza di queste ultime.

«Le celle fotovoltaiche» - commenta il dottor Sergey Kruk - «hanno il potenziale per essere molto più efficienti delle celle solari. Grazie al nostro metamateriale si possono superare molti ostacoli e in questo modo sbloccare il potenziale delle celle termofotovoltaiche».

Se poi si riesce a ridurre la distanza tra emettitore e ricevitore a pochi nanometri, allora l'efficienza potrebbe addirittura decuplicare.

Le applicazioni non riguardano soltanto i pannelli termofotovoltaici: sarebbe possibile per esempio anche utilizzare il metamateriale per costruire un generatore che trasforma il calore disperso da un motore a combustione interna in energia elettrica.