Materiali plasmonici per aumentare l'efficienza del solare
MATERIALI PLASMONICI PER LO SFRUTTAMENTO DELL'ENERGIA SOLARE
La ricerca sui materiali plasmonici per aumentare l'efficienza dei pannelli solari non è un argomento nuovo: negli ultimi anni, molte ricerche sono state presentate per sfruttare al meglio le proprietà fisiche e le reazioni di questo tipo di strutture, al fine di implementarle nella produzione di energia a partire dal calore e dai raggi luminosi del sole. Questa tecnologia può risultare utile per la produzione di energia, ma anche per la realizzazione di sistemi in grado di far registrare dati su computer sfruttando il calore su dischi magnetici.
PRINCIPALI OSTACOLI
Il principale ostacolo all'utilizzo della tecnologia plasmonica applicata al fotovoltaico, attualmente, risiede nel tipo di materiali utilizzati: sono necessari oro e argento, che rendono i pannelli costosi e, di conseguenza, non competitivi per l'eventuale immissione sul mercato. Prima ancora del problema economico, però, vi sono dei fattori tecnici che sono d'ostacolo e che finora hanno frenato lo sviluppo di tale tecnologia: i materiali segnalati non sono in grado di sopportare temperature molto elevate e non sono compatibili con i semiconduttori utilizzati per realizzare i circuiti integrati.
LA SOLUZIONE NEI NITRURI DI ZIRCONIO E CARBONIO
I ricercatori della Purdue University hanno fatto un passo avanti nella risoluzione di tale problema, concentrando la loro ricerca sull'individuazione di materiali alternativi che possano risultare meno costosi e più efficienti, resistendo anche alle più elevate temperature. La loro scelta è ricaduta sui nitruri di carbonio e di di zirconio. Essi sono in grado di rimanere stabili anche quando sottoposti ad elevate temperature, come richiesto per poter ottenere un'elevata efficienza.
(Componente con materiali plasmonici messo a punto dai ricercatori della Purdue University)
L'APPLICAZIONE NEL CAMPO DEL SOLARE
L'applicazione nel campo del solare termico sarebbe in grado di apportare un'efficienza molto superiore rispetto a quella delle strutture attualmente sul mercato, grazie all'utilizzo di un sottile strato di nitruro di zirconio o di nitruro di carbonio, che potrebbe assorbire l'intero spettro luminoso per poi illuminare le celle. In questo modo, l'efficienza potrebbe passare dall'attuale media del 15% fino a quella dell'85%, rivoluzionando in modo decisivo il settore.
Lo strato di materiale plasmonico necessario è ultrasottile: sarebbe sufficiente un piccolo strato dello spessore di mezzo micron per raggiungere la temperatura di 1500 gradi necessaria ad ottimizzare il lavoro delle celle presenti nell'impianto. I materiali selezionati sono in grado di garantire grande resistenza ed efficienza. L'applicazione è anche più ampia e si allarga al campo della tecnologia: i nitruri plasmonici potrebbero venire utilizzati anche per realizzare unità elettroniche e dispositivi hardware per l'immagazzinamento dei dati, in quantità maggiori rispetto a quanto non sia possibile con le attuali tecnologie in commercio.
