Finestre trasparenti produttrici di energia: la frontiera del grafene

Grafene

Conduttività termica ed elettrica, flessibilità, resistenza, trasparenza: in una frase, alcune delle caratteristiche garantite da un materiale chiamato grafene. La ricerca italiana compie un altro rilevante passo in avanti attraverso la realizzazione di finestre trasparenti capaci di far passare la luce e, allo stesso tempo, produrre energia. Proprio tramite il grafene. Vi spieghiamo in quale modo.

Il team di ricerca coordinato da Francesco Bonaccorso dei Graphene Labs dell’Istituto Italiano di Tecnologia e da Aldo Di Carlo del Polo Solare Organico Regione Lazio (CHOSE) dell’Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”, ha recentemente pubblicato sulla rivista internazionale Nanoscale uno studio che spalanca le porte allo sviluppo di nuovi pannelli fotovoltaici al grafene: semitrasparenti, colorati e a basso costo.

I ricercatori IIT-CHOSE hanno creato un modulo solare al grafene di circa 50 centimetri quadrati, il più grande mai realizzato con questo nuovo materiale, basandosi sulla tecnologia “dye-sensitized solar cell” (DSSC), che sarà possibile vedere dal vivo durante la prossima edizione di Technology Hub (presso Fieramilanocity, dal 7 al 9 giugno).

In questo studio il platino, normalmente presente in questa tipologia di moduli fotovoltaici, è stato interamente sostituito dal grafene, con un cospicuo abbattimento del costo (tale lavorazione è circa diecimila volte più conveniente). In seconda battuta il grafene (in forma di inchiostro) è stato applicato al pannello mediante deposizione spray, metodologia facilmente scalabile anche a livello industriale.

Si tratta del primo prototipo di pannello solare che utilizza il grafene per ridurre i costi mantenendo rese energetiche confrontabili con la tecnologia tradizionale (quella basata sul platino). Tale novità potrebbe aprire le porte, tramite qualche modifica, ad un notevole aumento della resa energetica, mantenendo contemporaneamente i costi molto ridotti.

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“Stiamo sviluppando un modulo fotovoltaico costruito ad hoc per il grafene che sarà semitrasparente e più economico dei pannelli fotovoltaici attualmente in commercio – spiega Francesco Bonaccorso -, la forza del nostro lavoro è la facilità di scalabilità a livello industriale e la semplicità con cui il grafene in forma di inchiostro può inserirsi in contesti industriali già esistenti, senza significativi investimenti in macchine o infrastrutture”.

“La sostituzione del platino è anche necessaria per la stabilità del pannello – afferma Aldo Di Carlo – a lungo andare il platino può corrodersi e indurre una decomposizione dell’elettrolita, problemi che vengono risolti con l’utilizzo del grafene”.

Le tecniche di produzione dei pannelli al grafene potrebbero essere già implementate con facilità a livello industriale senza modificare sostanzialmente le linee produttive. Recentemente, inoltre, è stata fondata BeDimensional, la startup che vede tra i soci fondatori anche Francesco Bonaccorso e produrrà in quantità elevate inchiostro al grafene destinato alle imprese. Su tale percorso sarà presto possibile usufruire delle molteplici caratteristiche di questo nuovo materiale non solo nel settore del fotovoltaico ma anche in numerosi altri settori di applicazione.


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