Dall'Università dell'Ohio, batterie solari ibride

CELLE SOLARI SENZA DISPERSIONE 

Celle solari e batterie ricaricabili, tutto in uno: è il nuovo ritrovato dei ricercatori della Ohio University, già pronto per la messa in commercio ad uso industriale. Il sistema di produzione energetica si offre come soluzione efficiente ed ecosostenibile basta sullo sfruttamento di un pannello fotovoltaico che permette l'ingresso di aria nella batteria, integrando anche il processo del trasferimento degli elettroni dal pannello solare agli elettrodi della batteria.

Grazie a questo processo, il dispositivo è in grado di immagazzinare, all'interno della batteria, il 100% degli elettroni prodotti dalle celle solari. Proprio questo costituisce il principale punto di forza del nuovo sistema sviluppato dai ricercatori: di solito, circa il 20% degli elettroni prodotti viene disperso nel processo di conversione tra il pannello e la batteria. In questo caso, però, la dispersione è eliminata grazie al fatto che la conversione avviene all'interno della batteria stessa.

Le celle ibride sviluppate dai ricercatori americani sfruttano il reticolo del pannello solare come un elettrodo, con un piatto di litio alla base della struttura che funge da secondo elettrodo e uno strato di carbonio poroso in mezzo tra i due, che svolge la funzione di un terzo elettrodo. Infine, un additivo di ioduro, aggiunto agli elettroliti tra i tre strati, permette il passaggio senza dispersione degli elettroni tra la cella solare e la batteria.

(Diossido di titanio sul reticolo delle celle fotovoltaiche)

L'IMPORTANZA DELL'ARIA

Il materiale del reticolo di base un titanio permeabile che permette il passaggio dell'aria mentre avviene la cattura dei raggi del sole. La struttura porosa permette che avvenga la reazione tra le parti che produce poi energia da immagazzinare. Il perossido di litio contenuto nella batteria, durante il processo, si decompone in ioni di litio e ossigeno. L'ossigeno viene liberato, mentre gli ioni di litio, caricati con gli elettroni, vengono immagazzinati. Durante il processo di liberazione dell'energia, la batteria lascia passare l'ossigeno dell'aria penetrata nella struttura per riformare il perossido di litio e permettere l'utilizzo dell'energia stessa.

E' proprio il passaggio dell'aria il punto di forza di questa innovazione, che permette che la reazione avvenga all'interno della batteria e senza dispersione. Solitamente, le celle solari sono realizzate con semiconduttori solidi che impediscono qualsiasi passaggio d'aria.

Le prestazioni della struttura sono soggetti ad una forma di obsolescenza estremamente contenuta: la struttura delle celle, ad esempio, è rivestita con ossido di ferro, il quale agisce come semiconduttore. Questo materiale si è rivelato in grado di resistere senza consumarsi durante i cicli di carica e scarica della batteria. In questo modo, le celle possono fornire un risparmio stabile e costante nel tempo: secondo i ricercatori, l'utilizzo di queste batterie solari ibride potrebbe abbattere i costi della produzione energetica del 25%, anche grazie all'utilizzo di un solo dispositivo integrato, contro gli attuali sistemi che si basano sullo sfruttamento di pannelli solari e batterie per l'immagazzinamento ben separati.