Nuovi composti chimici per celle solari più sicure

Celle solari più efficienti grazie al sale del tofu

Tofu e pannelli fotovoltaici sono considerati entrambi elementi a favore della sostenibilità ambientale, ma il loro legame potrebbe presto andare oltre: il sale del tofu potrebbe essere utilizzato per realizzare dei film sottili con i quali rivestire i pannelli fotovoltaici. A rivelarlo è un nuovo, sorprendente studio che, pur generando scetticismo in parte della comunità scientifica, potrebbe aprire nuove potenzialità per la produzione energetica.

Il materiale chimico finora utilizzato per scopo alimentare può essere usato per sostituire il cloruro di cadmio, materiale diffuso nei pannelli solari e altamente tossico, nonché costoso. La soluzione elaborata dai ricercatori dell'Università di Liverpool permette di produrre dei pannelli fotovoltaici caratterizzati da un minore impatto ambientale, ma non solo: la facilità di produzione e reperibilità del materiale sono alla base del costo contenuto, che potrebbe di conseguenza contribuire anche all'abbattimento dei costi dei pannelli fotovoltaici prodotti su larga scala.

Le caratteristiche del cloruro di magnesio

L'elemento individuato per sostituire il cloruro di cadmio è il cloruro di magnesio, i cui costi sono pari a 0,001 dollari per grammo: decisamente meno dei 0,3 dollari per grammi del più inquinante cloruro id cadmio. A vantaggio di tale soluzione ci sarebbe anche una resa energetica in grado di competere con quella dei tradizionali pannelli.

Solitamente, le celle solari sono in grado di convertire in energia appena il 2% della luce solare che colpisce le singole strutture. Grazie ad un sottile film di cloruro di cadmio insolubile, è possibile aumentare l'efficienza delle celle del 15%, a scapito, però, della sostenibilità delle varie fasi di produzione e di smaltimento dell'intero pannello. La stessa efficienza aggiuntiva può essere offerta dal cloruro di magnesio, con un impatto ambientale decisamente inferiore.

Questo nuovo tipo di cella solare sarebbe concorrenziale non solo con le celle a cloruro di cadmio, ma anche con qualsiasi tipo di pannello che sfrutta wafer in silicio: grazie al cloruro di magnesio è possibile realizzare celle solari come film sottilissimi, che possono raggiungere uno spessore pari a un centesimo rispetto ai pannelli in silicio. In questo modo, è necessario sfruttare meno materia prima e sfruttare la possibilità data dalla consistenza flessibile dei film sottili come fogli di carta.

(Il Dottor Jon Major, alla guida del team di ricercatori dell'Università di Liverpool)

Applicazioni sul mercato

Inizialmente, gli studiosi hanno concentrato le ricerche su diversi tipi di sali, conducendo esperimenti per vari elementi della tavola periodica, cercando di individuare il materiale più adatto a sostituire il cloruro di cadmio. I primi tentativi sono falliti, perché i sali rovinavano la struttura elettronica dei dispositivi utilizzati. Invece, il cloruro di magnesio funziona grazie al fatto che gli ioni di magnesio hanno una doppia carica positiva, proprio come gli ioni di cadmio, che non interrompe il flusso elettrico.

Al momento, i risultati ottenuti in laboratorio sono incoraggianti, anche se è presto per poter individuare la portata effettiva di tale scoperta una volta applicata su larga scala: difficile prevedere l'effettivo risparmio e l'efficienza energetica che ne deriverebbero su grandi impianti, tuttavia la ricerca degli scienziati dell'Università di Liverpool vanta il merito di aver indicato la strada verso una direzione alla quale grandi aziende, come la First Solar, già hanno mostrato interesse.