Gli sviluppi avvenuti nella scienza dei materiali e i sempre più onerosi costi energetici sono all'origine dei grandi progressi compiuti nell'ultimo decennio nel campo dei PCM (materiali a cambiamento di fase). Si tratta di materiali termoregolanti che ottimizzano le fluttuazioni giornaliere della temperatura attraverso la riduzione dei picchi di calore interni, consentendo un risparmio energetico e di climatizzazione dell’ambiente.

Per la loro capacità di assorbire o rilasciare enormi quantità di energia pur mantenendo pressoché costante la temperatura, da alcuni anni i PCM sono in fase di studio e di sviluppo anche nel settore dell'architettura eco sostenibile.

Il biogel che rinfresca gli interni.
Moltissime le applicazioni possibili. Un esempio ci viene dall'esperimento compiuto nel Campus Universitario di Seattle; nell'edificio è stato inserito un PCM sotto forma di gel nell'intercapedine tra le mura e i soffitti. Il gel, che si solidifica durante la notte e si fonde con il calore del giorno, ha dimostrato di poter ridurre la quantità di energia necessaria per raffreddare gli spazi interni, con un risparmio energetico notevole. “L'effetto è lo stesso che si ottiene con mura spesse di calcestruzzo o mattoni, che riducono le oscillazioni di temperatura interna. Ma 1,25 centimetri di spessore di gel si comportano come la massa termica di 25 centimetri di cemento", commenta Peter Horwath, fondatore del reparto Phase Change Energy, di Asheboro, in Carolina del Nord.

Previsioni di crescita dei PCM nell'edilizia.
Stando a una recente relazione pubblicata dalla società Lux Research, l'uso di materiali a cambiamento di fase nel reparto costruzioni crescerà dalla quota zero di oggi a 130 milioni di dollari di fatturato annuo entro il 2020.

Programma pilota di riscaldamento alternativo in Cina.
Ma gli usi non si fermano al reparto edile. Nella Cina occidentale è stato recentemente lanciato un programma pilota di “riscaldamento alternativo” che potrebbe presto diffondersi in altri campi: in questa regione particolari PCM ricavati da burro di yak e olii vegetali locali stanno aiutando i pastori di yak a stare al caldo durante le loro trasferte. Il materiale viene avvolto nella plastica e tessuto con gli abiti: in questo modo il composto si scioglie quando i pastori sono in movimento per raggiungere gli alpeggi, poi - quando smettono di muoversi – il calore accumulato viene rilasciato lentamente, mantenendoli al caldo mentre controllano le greggi.

Solare, PCM nello stoccaggio di energia.
Altro sbocco interessante potrebbe essere costituito dal ramo del solare: qui i PCM potrebbero essere sfruttati nello stoccaggio di energia termica per grossi volumi. Oggi, infatti, i sistemi che concentrano l'energia solare termica si servono di sali liquidi per immagazzinare calore; sono però necessari enormi quantitativi di questi liquidi e impianti di stoccaggio di grandi dimensioni perfettamente isolati per produrre energia.
Utilizzare sostanze a cambiamento di fase semplificherebbe notevolmente le cose, tanto che attualmente la SGL Carbon sta testando un prototipo nei suoi laboratori in Germania. “Con i PCM è possibile ridurre il volume del materiale di stoccaggio di oltre due terzi”, ha commentato un portavoce dell'azienda tedesca.