Sviluppate celle solari con materiali derivati dal legno: più sostenibili, più economiche e più flessibili delle alternative tradizionali. Dalla Svezia ecco l’ultima frontiera del fotovoltaico organico, oltre a un focus su come trovare il miglior preventivo per pannelli solari a dicembre 2023 su SOStariffe.it.
Dai laboratori del Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems di Friburgo (Germania), dove si sta studiando il fotovoltaico da interni, a quelli dell’Università di Linköping e del KTH Royal Institute of Technology, con sede a Stoccolma (Svezia), dove i ricercatori stanno mettendo a punto innovative celle solari organiche il cui materiale dominante è il legno e non più la plastica.
Il comparto del fotovoltaico si conferma sempre più un terreno fertile di sperimentazione, complice anche la crescita record che questo segmento di mercato ha registrato nel 2023 e le cifre da primato del fotovoltaico con accumulo.
In attesa che celle solari realizzate con materiali derivati dal legno debuttino sul mercato in un futuro (non troppo remoto), ricordiamo che le famiglie in procinto di acquistare un impianto fotovoltaico tradizionale a dicembre 2023 possono affidarsi al comparatore di SOStariffe.it per pannelli solari, accessibile cliccando sul pulsante verde qui sotto:
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| FOTOVOLTAICO ORGANICO: LE DOMANDE | FOTOVOLTAICO ORGANICO: LE RISPOSTE |
| Su cosa si sono concentrati i ricercatori svedesi? | Hanno utilizzato una versione “grezza” della lignina, la lignina kraft, per produrre celle solari organiche |
| Che cos’è la lignina? | È uno dei materiali organici più comuni in natura: è il costituente del legno più abbondante dopo la cellulosa |
| Qual è il risultato dell’esperimento? | Le celle solari con questo materiale sono sostenibili, non tossiche e più economiche |
| Qual è l’obiettivo dell’esperimento? | Sostituire i materiali utilizzati oggi (la plastica o polimeri derivati dal petrolio) con alternative a base di legno |
Come accennato poco sopra, i ricercatori dell’Università di Linköping e del KTH Royal Institute of Technology, in Svezia, hanno testato la possibilità di produrre celle solari a partire da materiali derivati dal legno. Un esperimento che è stato messo nero su bianco in un articolo pubblicato sulla rivista scientifica “Advanced Materials”.
Sebbene studi precedenti sia sulle celle solari organiche sia su quelle composte in cristallino abbiano già acceso i riflettori su materiali a base di legno modificati chimicamente, la novità di quest’ultimo test riguarda l’utilizzo di una versione “grezza” della lignina, la lignina kraft, estratta direttamente dal legno nel processo di produzione della carta (e quindi facilmente reperibile).
Gli studiosi svedesi hanno infatti dimostrato che la lignina, uno dei materiali organici più comuni in natura, può essere utilizzata per creare celle solari organiche affidabili e “amiche” dell’ambiente. In particolare, in laboratorio hanno sviluppato una cella solare organica in cui parte dello strato di trasporto degli elettroni collegato al catodo è costituito proprio dalla lignina kraft, proveniente dalla pasta di legno.
“Abbiamo creato un materiale, o composito, dalla lignina kraft che dovrà costituire lo strato di interfaccia del catodo – spiega Qilun Zhang, ingegnere ricercatore del Laboratorio di elettronica organica (LOE), dell’Università di Linköping – . Si è scoperto che questo rendeva la cella solare più stabile. Il vantaggio della lignina kraft è che ha la capacità di creare molti legami idrogeno, il che aiuta a stabilizzare la cella solare”. Anche se oggi solo una piccola parte della cella solare è costituita da lignina, l’obiettivo per il futuro è quello di costruire (e immettere sul mercato) una cella solare realizzata quasi interamente con materiali in legno.
“Vogliamo costruire celle solari efficienti, affidabili, economiche e rispettose dell’ambiente. Questo studio ci consente di dimostrare che ciò è possibile e rappresenta un primo passo verso la sostituzione degli odierni materiali a base di petrolio con alternative a base di legno”, precisa Mats Fahlman, professore al Laboratorio LEO.
I vantaggi di questa innovativa soluzione, del resto, sono tanti:
Infatti, come si legge in una nota dell’Università di Linköping, le celle solari tradizionali realizzate in silicio sono molto più efficienti ma hanno un processo di produzione complesso e ad alto consumo energetico, il cui rischio è anche quello di portare a pericolose fuoriuscite di sostanze chimiche. Proprio per questo “tallone d’Achille”, ha subito un’accelerazione l’interesse della ricerca per le celle solari organiche caratterizzate da:
Al momento, tuttavia, le celle solari organiche “sono realizzate in plastica o di polimeri derivati dal petrolio. Quindi, sebbene biologici, non sono così rispettosi dell’ambiente come potrebbero essere” prodotti a base di derivati del legno”, fanno sapere ancora dall’ateneo svedese.
Per quanto le celle solari organiche non garantiscano le top prestazioni di quelle tradizionali, “il loro vantaggio è che non sono tossiche, sono sostenibili ed economiche. Se hanno un’efficienza del 15-20%, è più che sufficiente per la maggior parte delle applicazioni”, conclude Mats Fahlman.
Lo studio è stato finanziato principalmente dalla Fondazione Knut e Alice Wallenberg attraverso il Wallenberg Wood Science Center. Fondi sono stati ricevuti anche dall’Agenzia svedese per l’energia, dal Consiglio svedese della ricerca, dalla Fondazione svedese per la cooperazione internazionale nella ricerca e nell’istruzione superiore (STINT), e dall’Area di ricerca strategica del governo svedese sui materiali funzionali (AFM) presso l’Università di Linköping.
