Celle solari al tofu? Secondo l'Università di Liverpool si può

La recente scoperta dello Stephenson Institute for Renewables Energy dell'Università di Liverpool dimostra che l'innovazione nel campo delle celle solari può trarre linfa vitale da ogni ambito della nostra vita quotidiana. Se prendiamo infatti l'alimentazione, alcuni ingredienti a noi familiari potrebbero trasformarsi in risorse insperate per le tecnologie solari; nel caso dello studio portato avanti dal dott. Jon Major, fisico dello Stephenson Institute, protagonista è il tofu, alimento tipico asiatico che assume i connotati del nostro formaggio, ma è ottenuto dalla cagliatura del latte di soia.

Il cloruro di magnesio, utilizzato come coagulante nel tofu, potrebbe rivelarsi utile per le celle solari

(Il cloruro di magnesio, utilizzato come coagulante nel tofu, potrebbe rivelarsi utile per la tecnologia delle celle solari)

Perché il tofu?

Nel tentativo di trovare un'alternativa alla tecnologia per le celle solari attualmente più forte sul mercato, Jon Major ha rivolto la sua attenzione a una sostanza utilizzata proprio per la produzione del tofu: il cloruro di magnesio (MgCl2), di cui si compone il nigari, la polvere derivata dall'acqua marina desalinizzata utilizzata per cagliare il latte di soia. Il cloruro di magnesio è in realtà un composto chimico che trova spazio e applicazioni in vari campi: è usato per sgelare le strade d'inverno, all'interno degli estintori, come fertilizzante, come base per i sali da bagno o anche come integratore minerale per l'alimentazione degli animali.

Il tofu contiene cloruro di magnesio, una sostanza non tossica ed economica utile per la realizzazione delle celle solari

(Il tofu contiene cloruro di magnesio, una sostanza non tossica ed economica utile per la realizzazione delle celle solari)

Il team di ricerca di Liverpool ha rivolto la propria attenzione al composto utilizzato come coagulante nel tofu mentre era alla ricerca di un'alternativa al cloruro di cadmio (CdCl2), utilizzato nelle celle solari a film sottile che oggi vanno per la maggiore sul mercato dei pannelli fotovoltaici. L'idea sarebbe quella di sostituire questo composto con un altro meno tossico e più economico, in grado però di assicurare la stessa efficienza energetica.

Come viene utilizzato il cloruro di cadmio nel processo di realizzazione delle celle solari? Una delle soluzioni adottate dai più importanti produttori di pannelli solari è quelle delle celle solari al tellururo di cadmio (CdTe) a film sottile, che hanno un tasso di assorbimento della luce molto alto, elevata stabilità e presentano vantaggi per quanto riguarda la tanto temuta impronta di carbonio. I problemi di questa tecnologia sono però due:

  1. Il tellururo di cadmio viene potenziato chimicamente tramite l'aggiunta appunto del cloruro di cadmio che è altamente tossico; se da un lato l'efficienza energetica della cella aumenta dal 2 al 15%, dall'altro aumenta anche la pericolosità e tossicità del composto sia in fase di produzione sia in fase di smaltimento, per cui si è sempre necessaria una messa in sicurezza dell'ambiente di lavoro;
  2. Le celle solari di questo tipo hanno un costo molto più elevato: 30 centesimi di dollaro per grammo;

Sono questi due i punti focali, gli elementi cardine della ricerca di Jon Major, pubblicata sulla rivista scientifica Nature, che afferma al riguardo: "Se le energie rinnovabili sono destinate a competere con i combustibili fossili, il loro costo deve diminuire. Sono già stati fatti dei passi in avanti, ma i risultati espressi all'interno di questo studio hanno il potenziale per abbattere ulteriormente i costi".

Il fisico Jon Major ha pubblicato uno studio sul cloruro di magnesio sulla rivista Nature

(Il fisico Jon Major ha pubblicato uno studio sul cloruro di magnesio sulla rivista Nature)

Per ovviare agli svantaggi del cloruro di cadmio, pur mantenendone gli aspetti positivi, il team di ricerca dell'Università di Liverpool ha espresso la necessità di ricorrere appunto al cloruro di magnesio, composto chimico non tossico, più naturale e dunque meno costoso. Una cella solare al cloruro di magnesio infatti mantiene la stessa efficienza energetica di quelle al cloruro di cadmio (circa 13%), ma presenta un costo inferiore (0,001 centesimi di dollaro per grammo) e minori rischi in laboratorio. I due composti presentano proprio delle somiglianze a livello chimico che favoriscono una resa energetica pressoché identica.

L'aspetto più rassicurante di questo nuovo tipo di cella solare riguarda la sua produzione in laboratorio: come spiega Jon Major, se nel caso del cloruro di cadmio era necessario lavorarlo utilizzando una cappa da laboratorio, nel caso del cloruro di magnesio è sufficiente ricorrere a una pistola a spruzzo per applicarlo sulla membrana che costituisce il modulo base del pannello;  in una fase successiva verrà testata, in un simulatore, l'efficacia della cella in termini di assorbimento della luce solare.

AutoreDott.ssa Irene Armaro

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