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E se per integrare la tecnologia solare in edilizia bastasse stendere sulle superfici una vernice fotovoltaica? . I ricercatori del KIST hanno sviluppato un modulo solare ad ampia area e con un’efficienza di conversione del 9% a partire da una soluzione di coloranti organici.

La ricerca di settore non ha mai abbandonato il sogno di produrre pitture e inchiostri in grado di produrre elettricità dal sole, semplificando così la produzione di celle e moduli. Negli anni sono stati tagliati diversi traguardi, ma la realizzazione di un pannello solare di ampia area, elevata efficienza e stabilità è sempre rimasto un obiettivo lontano. Le distanze si accorciano oggi con la nuova soluzione prodotta nei laboratori del Korea Institute of Science and Technology (KIST), a Seoul. Qui, nel centro di ricerca sulla Foto-elettronica, un gruppo di scienziati ha realizzato con successo un modulo fv con buone prestazioni a partire da una soluzione organica.

Il team ha raggiunto la svolta controllando la velocità con cui questa sorta di vernice fotovoltaica si solidifica dopo la deposizione. E ha identificato la differenza nel meccanismo di formazione del film tra un’area di piccole e una di grandi dimensioni.

Gli scienziati coreani, guidati dal Dr. Hae Jung Son, hanno scoperto che i materiali organici, processabili in soluzione e attualmente disponibili in commercio, cristallizzano facilmente, il che li rende inadatti alla produzione di grandi pannelli solari. Il solvente in cui il materiale fotovoltaico è sciolto, infatti, deve evaporare per formare il film; si tratta di un processo estremamente lento che rischia di provocare l’agglomerazione e altri fenomeni in grado di abbassare l’efficienza conversione. Per ottenere piccole aree, si ricorre solitamente allo spin-coating, metodo in cui il substrato viene ruotato rapidamente durante il processo di formazione del film per accelerare l’evaporazione. Ma per dimensioni più grandi, la sola rotazione non basta.

I ricercatori del KIST sono riusciti a controllare la velocità di evaporazione con un processo di riscaldamento a 50°C, creando così il primo fotovoltaico organico ad alte prestazioni e di ampia superficie. Il risultato è un pannello solare con un’area attiva di 58,5 cm2 e un’efficienza del 9%. “[Questo studio] ha contribuito ad aumentare la resa delle celle solari di nuova generazione processabili in soluzione – ha dichiarato il dottor Son – e a sviluppare la tecnologia di base per la produzione di materiali per moduli di grandi dimensioni necessari al mercato”.

Il vantaggio? Se un pannello solare è realizzato sotto forma di vernice, potrà essere applicato facilmente su qualsiasi superficie, come l’esterno di un edificio o di un’auto E potrebbe essere manutenuto semplicemente riapplicando la “pittura”.

Fonte: https://www.rinnovabili.it

Dal legno la nuova promessa per l’energy storage flessibile ad alte prestazioni

La ricerca di un sistema d’energy storage ad alta efficienza e rispettoso dell’ambiente ha da oggi un candidato in più. Si tratta dei supercondensatori verdi progettati nei laboratori della Texas A&M University, negli USA. Qui un gruppo di ingegneri meccanici, guidato dal dottor Hong Liang, ha studiato nuovi biomateriali da integrare nei tradizionali dispositivi di accumulo per offrire un’alternativa più economica ed ecologica ai sistemi di ricarica.

I dispositivi d’accumulo più diffusi sul mercato si trovano generalmente sotto forma di batterie o supercondensatori. Sebbene entrambi abbiano la stessa finalità, presentano alcune differenze fondamentali. Mentre le batterie possono immagazzinare grandi quantità di carica per unità di volume, i supercondensatori sono molto più efficienti nel fornire una grande quantità di corrente elettrica in breve tempo. In altre parole, le prime hanno un’elevata capacità, i secondi si caricano velocemente.

Quest’ultima caratteristica rende i supercondensatori (o supercapacitors) molto attraenti nell’ambito della mobilità elettrica. “Rispetto ai condensatori commerciali – scrivono gli scienziati sulla rivista Energy Storage – un supercondensatore ha una maggiore densità di energia e di potenza assieme a un tempo di scarica più lungo. Questi vantaggi rendono i supercapacitors essenziali per un gran numero di applicazioni”. Di contro vi sono ancora diverse sfide da risolvere, in termini di rifiuti elettrici, biodegradabilità, costi di lavorazione, durevolezza, sicurezza e scalabilità.

La ricetta dei supercondensatori verdi

Prestazioni e sostenibilità ambientale di questi dispositivi dipendono fortemente dai metodi di lavorazione e dai materiali utilizzati. Ecco perché il settore sta cercando da tempo componenti più green che non danneggino l’efficienza. “L’integrazione di biomateriali nei dispositivi di accumulo è complicata perché è difficile controllare le proprietà elettriche risultanti; proprietà che poi influiscono sul ciclo di vita e sulle prestazioni dei dispositivi”, spiega Liang. “Inoltre, il processo di produzione dei biomateriali include generalmente trattamenti chimici pericolosi […] Noi siamo, tuttavia, riusciti a progettare un sistema ecologico che ha prestazioni elettriche superiori e può essere prodotto facilmente, in modo sicuro e a costi molto inferiori”.

Per i loro supercondensatori verdi, gli ingegneri hanno impiegato nanoparticelle di biossido di manganese unite a lignina, il polimero naturale che “incolla” le fibre del legno. Successivamente, hanno riversato questo mix su una piastra di alluminio per formare un elettrodo. Quindi hanno assemblato il supercondensatore inserendo un elettrolita gel tra l’elettrodo di lignina-biossido di manganese-allumino e quello in alluminio e carbone attivo. I test hanno mostrato che i loro supercondensatori verdi hanno proprietà elettrochimiche molto stabili e che la capacità specifica è fino a 900 volte superiore a quella riportata per altri supercapacitors.

Fonte: https://www.rinnovabili.it

Siamo di fronte alle conseguenze dei cambiamenti climatici con una tendenza alla tropicalizzazione

Secondo l’elaborazione di Coldiretti su dati dell’European Severe Weather Database (Eswd), «Con l’ultima ondata di maltempo si va verso la fine di una pazza estate segnata da oltre 9 tempeste al giorno lungo tutta la Penisola tra bombe d’acqua, tornando, nubifragi e grandine dalle dimensioni anomale che hanno devastato i raccolti con alberi da frutta divelti, filari di vigneti abbattuti, serre distrutte e coltivazioni sott’acqua».

In questa estate che doveva essere di crisi nera per il turismo ma che è stata di boom dappertutto meno che nelle città d’arte, sono passate in second’ordine le anomalie climatiche – ormai diventate nuova normalità – compresa l’ultima perturbazione che ha colpito con temporali violenti a macchia di leopardo le regioni del nord Italia, da Torino a Genova fino a Venezia.

Coldiretti evidenzia che «Gli eventi estremi di questa estate 2020 sono il risultato dell’enorme energia termica accumulata nell’atmosfera in un anno che è stato fino adesso di oltre un grado (+1,01 gradi) superiore alla media storica classificandosi in Italia al quarto posto tra i più bollenti dal 1800, sulla base dell’analisi Coldiretti su dati Isac Cnr relativi ai primi sette mesi dai quali si evidenzia anche la caduta del 30% di pioggia in meno nonostante gli ultimi nubifragi che hanno colpito il nord Italia».

La più grande organizzazione agricola italiana conclude: «Siamo di fronte alle conseguenze dei cambiamenti climatici con una tendenza alla tropicalizzazione che si manifesta con grandine di maggiori dimensioni, una più elevata frequenza di manifestazioni violente, sfasamenti stagionali, precipitazioni brevi e intense ed il rapido passaggio dal sole al maltempo, con costi per oltre 14 miliardi di euro in un decennio, tra perdite della produzione agricola nazionale e danni alle strutture e alle infrastrutture nelle campagne con allagamenti, frane e smottamenti».

Fonte: https://www.rinnovabili.it

Il Governo incassa la fiducia al Senato con l’approvazione del maxi emendamento. Modificata la disciplina normativa dei canoni delle concessioni a estrarre gas/petrolio e dello stoccaggio di CO2 in giacimenti di idrocarburi esauriti.

La conversione in legge del Decreto Semplificazioni a Palazzo Madama si è conclusa venerdì 4 settembre con il voto di fiducia sul maxi emendamento. 157 sì che hanno permesso al testo di passare in mano alla Camera dei Deputati, dove l’ultimo via libera dovrebbe arrivare in tempi strettissimi. Il passaggio in Senato ha apportato diverse modifiche, in alcuni casi arricchendo il testo di novità, in altri cassando aspettative e speranze.

DL Semplificazioni: cosa cambia per le rinnovabili?

A criticare l’impegno profuso, soprattutto sul fronte energia, è oggi il Coordinamento Free secondo cui il Dl Semplificazioni fa un buco nell’acqua in tema di fer. Il provvedimento, che con molta probabilità non verrà modificato alla Camera a causa del poco tempo rimasto, avrebbe dovuto rimuovere molti degli ostacoli che rallentano lo sviluppo delle rinnovabili italiane. Una mossa quasi obbligata in vista della partenza del Piano Nazionale Energia e clima (PNIEC) a gennaio 2021. E come sottolinea la stessa associazione, alcuni nodi sono stati realmente risolti, a partire dal tema dello spalma-incentivi volontario.

“Ora anche gli impianti che non avevano aderito a quella misura ‘perversa’ potranno partecipare alle aste e registri del DM FER 1 e di altri successivi DM”, spiega Coordinamento Free. “Sono ammessi agli incentivi impianti fotovoltaici da realizzarsi su cave o discariche dismesse a prescindere dalla destinazione d’uso”. Sempre in tema di fotovoltaico, sono state introdotte le semplificazioni richieste per il revamping/repowering, per le installazioni domestiche e per la sostituzione dell’amianto, e individuate procedure autorizzative adeguate per i sistemi di accumulo.

Per la precisazione i sistemi di accumulo elettrochimico sono autorizzati mediante:

1) autorizzazione unica rilasciata dalla regione o dalle province delegate o, per impianti con potenza termica installata superiore a 300 MW termici, dal Ministero dello sviluppo economico ove l’impianto di produzione di energia elettrica alimentato da fonti rinnovabili sia da realizzare;

2) procedura di modifica ove l’impianto di produzione di energia elettrica alimentato da fonti rinnovabili sia già realizzato e l’impianto di accumulo elettrochimico comporti l’occupazione di nuove aree rispetto all’impianto esistente;

3) procedura abilitativa semplificata comunale se l’impianto di produzione di energia elettrica alimentato da fonti rinnovabili è già esistente e l’impianto di accumulo elettrochimico non comporta occupazione di nuove aree.

Cosa manca? Cancellato l’iter autorizzativo semplificato per il ripotenziamento degli impianti eolici, le semplificazioni per la costruzione di nuovi impianti mini-idro e geotermici con ridotto impatto territoriale, e quelle per la conversione del biogas in biometano.

“Il bicchiere – scrive l’associazione – è dunque solo parzialmente pieno, e le semplificazioni mancanti rischiano d’impedire il rispetto di tutti obiettivi assunti in sede comunitaria che, oltre tutto, dovranno essere maggiorati dopo il prossimo innalzamento al 50-55% della riduzione delle emissioni climalteranti entro il 2030″.

Un’ancora alle energie fossili

Tra i passaggi interessanti ai fini della politica energetica, le disposizioni dedicate allo stoccaggio della CO2 e ai canoni annui per la coltivazione di idrocarburi.

Nel dettaglio on l’articolo 60-bis, il Dl Semplificazioni apre le porte a iniziative di cattura e stoccaggio geologico di biossido di carbonio e specifica “Nelle more dell’individuazione delle aree […], eventuali licenze di esplorazione ed autorizzazioni allo stoccaggio sono rilasciate, in via provvisoria, nel rispetto degli articoli 8, 11, 12 e 16 del presente decreto. Sono comunque considerati quali siti idonei i giacimenti di idrocarburi esauriti situati nel mare territoriale e nell’ambito della zona economica esclusiva e della piattaforma continentale, per i quali il Ministero dello sviluppo economico può autorizzare i titolari delle relative concessioni di coltivazione a svolgere programmi sperimentali di stoccaggio geologico di CO2, […], in quanto applicabili. I programmi sperimentali che interessano un volume complessivo di stoccaggio geologico di CO2 inferiore a 100.000 tonnellate non sono sottoposti a valutazione ambientale”.

Con l’articolo 62-ter, invece, introduce una soglia per i canoni annui per le concessioni di coltivazione di idrocarburi liquidi e gassosi. Il testo stabilisce che “al fine di garantire la prosecuzione in condizioni di economicità della gestione delle concessioni di coltivazione di idrocarburi, l’ammontare annuo complessivo del canone di superficie dovuto per tutte le concessioni in titolo al singolo concessionario non può superare il 3 per cento della valorizzazione della produzione da esse ottenuta nell’anno precedente”.

Misure poco apprezzate dagli ambientalisti che oggi puntano il dito sulle modifiche. “Il Governo si mantiene fedele alla sua linea pro-fossili e peggiora il già di per sé pessimo impianto del DL Semplificazioni – dichiara Francesco Masi, Portavoce del Coordinamento Nazionale No Triv-. Con l’approvazione del maxi emendamento si regalano ogni anno 3 milioni di euro di minori canoni alle compagnie Oil&Gas e si consente loro di avviare progetti di stoccaggio della CO2 – in taluni casi anche senza Valutazione di Impatto Ambientale ed escludendo l’Intesa con le Regioni per i progetti che interessano gli stoccaggi in mare – in giacimenti di idrocarburi esauriti evitando così i costi di ripristino ambientale […] Lo stoccaggio può così avvenire anche in pozzi depleti situati sopra sorgenti sismiche naturali per i quali ad oggi è assente qualsiasi valutazione di rischio”.

Fonte: https://www.rinnovabili.it

I ricercatori dell’Università di Linköping, in Svezia, hanno progettato una nuova molecola in grado di assorbire energia dalla luce e immagazzinarla nei propri legami chimici

Quando si parla di immagazzinare l’energia solare, il primo pensiero va all’uso delle batterie in accoppiata con gli impianti fotovoltaici. Questi sistemi permettono di conservare l’elettricità prodotta dai pannelli e utilizzarla nel breve termine in risposta alle necessità più immediate. Tuttavia il settore è interessato anche a trovare un modo per catturare e accumulare l’energia del sole anche sul lungo termine, attraverso soluzioni economiche, efficienti e immediate.

In questo contesto, gli interruttori molecolari stanno emergendo come una delle opzioni più interessanti. Di cosa si tratta? Di molecole in grado di assumere strutture diverse (isomeria) e con esse diverse differenti proprietà fisiche e chimiche, pur mantenendo la stessa formula bruta. E in questo specifico caso, anche di passare da una forma “più energetica” ad una “meno energetica”.

L’ultimo progresso in tal senso è stato compiuto da un gruppo di ricercatori dell’Università di Linköping, in Svezia. Il team, guidato dal professore di fisica computazionale Bo Durbeej, ha sintetizzato un nuovo foto-interruttore per immagazzinare l’energia solare. “La nostra molecola può assumere due diverse forme: una forma principale in grado di assorbire energia dalla luce e una forma alternativa in cui la struttura è modificata divenendo energicamente più ricca, pur rimanendo stabile. Questo lo rende possibile immagazzinare l’energia solare nella molecola in modo efficiente”, afferma Durbeej.

Le strutture chimiche di tutti i foto-interruttori molecolari (o fotoswitch) sono influenzate dalla presenza della luce. Ciò significa che la struttura, e quindi le proprietà, di questi composti possono essere modificate semplicemente illuminandoli. Durbeej e il suo gruppo lavorano in chimica teorica e conducono calcoli e simulazioni di reazioni chimiche. Ciò comporta complesse elaborazioni digitali, che vengono eseguite su supercomputer presso il National Supercomputer Center a Linköping. I calcoli hanno mostrato che la molecola progettata dal team avrebbe subito la reazione chimica richiesta e che sarebbe avvenuta in modo estremamente rapido, entro 200 femtosecondi. I colleghi del Centro di ricerca per le scienze naturali in Ungheria hanno quindi costruito questo speciale foto-interruttore mettendolo alla prova nel mondo reale.

Al fine di immagazzinare grandi quantità di energia solare, gli scienziati hanno tentato di rendere la differenza energetica tra i due isomeri il più grande possibile. La forma madre della loro molecola è estremamente stabile, grazie alla presenza di tre anelli aromatici. Quando assorbe la luce, tuttavia, perde l’aromaticità, diventando molto più ricca di energia. Lo studio, pubblicato sul Journal of the American Chemical Society, mostra che questo cambiamento possiede un grande potenziale nel campo dei fotoswitch molecolari.

“La maggior parte delle reazioni chimiche inizia in una condizione in cui una molecola ha un’energia elevata e successivamente passa a una con un’energia più bassa. Qui, facciamo il contrario: una molecola che ha energia bassa diventa una molecola con energia alta. Credevamo fosse difficile, ma abbiamo dimostrato che è possibile che una tale reazione avvenga in modo rapido ed efficiente”, ha aggiunto Durbeej.

I ricercatori studieranno ora come l’energia solare immagazzinata possa essere rilasciata nel modo migliore.

Fonte: https://www.rinnovabili.it

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