Pannelli solari al grafene: il fotovoltaico super efficiente
Dopo gli spinaci e la marmellata al mirtillo, pensavate che nulla potesse più stupirvi a riguardo delle infinite possibilità atte al potenziamento dell'assorbimento di energia solare da parte dell'impiantistica prodotta dalle nuove tecnologie a servizio del rispetto ambientale e del risparmio energetico, principi fondamentali della nuova green economy.
Eppure la ricerca per garantire costatemente prodotti della massima qualità è sempre viva e in fermento, come dimostrano gli ultimi studi sull'applicazione di un particolare tipo di materiale con caratteristiche ad alta efficienza energetica: il grafene. Scopriamo di cosa si tratta.
Il grafene
Elevate capacità conduttive, note da molto tempo e superiori a quelle del rame, aspetto trasparente e notevoli qualità plastiche: questo è il grafene, la sostanza candidata numero uno per sostituire l'ampiamente sfruttato silicio per quanto riguarda i materiali elettronici di nuova generazione.
Costituito da uno strato di atomi ibridati di carbonio in forma esagonale con spessore monoequivalente delle dimensioni di un unico atomo, viene ottenuto il laboratorio dal trattamento dei cristalli di grafite per mezzo di una soluzione a base di acido solforico e acido nitrico successivamente ossidata ed esfoliata mediante trattamento SOCl2 e trasformata in cloruri acilici quindi in ammidi per l'ottenimento di grafene solubile in dicloroetano, tetraclorometano e tetraidrofurano.
Le ottime caratteristiche in quanto materiale ad alta capacità conduttiva, fanno del grafene il protagonista assoluto nonchè oggetto di intensi programmi di studio per la realizzazione di sistemi semiconduttivi.
(Rappresentazione della struttura a celle esagonali del grafene)
La ricerca in Europa
A partire dall'anno 2007, vennero studiati metodi di produzione del grafene a basso costo e alta efficacia presso i laboratori dell'Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych dell'Università di Varsavia, in Polonia, tramite un'attività di ricerca attivamente sostenuta dal governo polacco con il programma Innowacyjna Gospodarka che favorì il deposito di numerosi brevetti in relazione ai prodotti ottenuti. Recente, del Gennaio 2013, è inoltre la notizia della promozione del progetto denominato Graphene selezionato dalla Commissione europea tra i FET Flagships, i migliori progetti di ricerca e sviluppo.
(I loghi dei FET Flagship e del progetto Graphene)
Caratteristiche delle ultime sperimentazioni
Le ultime scoperte coinvolgono invece due grandi potenze mondiali extraeuropee: il Giappone e gli Stati Uniti. La ricerca scientifica d'oriente, sta mettendo appunto un sistema in grado di sintetizzare la struttura chimica del grafene basato sull'interazione di colonie batteriche messe a contatto con l'ossido di grafite. Si tratterebbe quindi di aggiungere tale materiale al diossido di tungsteno presente nelle celle, per renderlo sostituibile alla struttura del classico silicio. E' in corso inoltre uno studio sulle modalità di poter offrire il materiale ad un costo competitivo sul mercato.
Un esperimento di osmosi inversa tramite desalinizzazione da grafene è stato invece condotto negli Stati Uniti dai ricercatori del Massachusetts Institute of Technology con risultati di incredibile incremento in termini di rapidità e costo energetico pari a zero. Gli studi ipotizzano un possibile incremento di potenza energetica fino al 52%, dati grandiosi e certamente di estrema importanza per il mercato del fotovoltaico e per la lotta alla riduzione delle emissioni inquinati attraverso l'utilizzo di materiali strettamente green trattati con tecnologie di ultima generazione.
La sperimentazione consentirebbe quindi la realizzazione di pannelli solari capaci di garantire efficienza a livelli ottimi per l'utilizzo massimale del sistema di impiantistica atto allo sfruttamento dell'energia solare. Ovviamente posta l'analisi ed il superamento di test in relazione alle canoniche problematiche da ovviare, quale ad esempio la corretta somministrazione del giusto quantitativo stimato in percentuale di grafite che, se troppo elevato, potrebbe creare l'insorgenza di un effetto opposto a quello desiderato e cioè una riduzione dell'efficienza del sistema al posto del previsto incremento.
L'instancabile ricerca, il continuo progresso scientifico ci fanno ben sperare e credere che, nell'arco di un tempo relativamente breve e ragionevole, stimato in pochi anni, il dibattito inerente la problematizzazione del fotovoltaico in quanto tecnologia ritenuta ancora troppo poco efficiente, sarà presto quasi completamente superato dalla costruzione delle celle del futuro con racchiuso al loro interno, forse, un facile segreto, lo stesso contenuto nell'anima di una semplice matita.
( La punta di grafene di una matita)
