Accordo sul clima: il G7 ammette la spaccatura con gli USA

Il comunicato finale del vertice ammette la sconfitta dei dialoghi climatici, ma riconferma l’impegno di Canada, Francia, Germania, Italia, Giappone, Regno Unito e UE

(Rinnovabili.it) – Più vicini sulle questioni commerciali, più distanti su quelle climatiche. Il G7 di Taormina si è chiuso sabato con l’ennesimo nulla di fatto in merito all’Accordo sul clima, portando a casa piuttosto un impegno condiviso da tutti e sette i leader nella “lotta contro tutte le forme di protezionismo”.

Il copione è lo stesso del summit fra i sette ministri dell’Energia dello scorso aprile: gli USA non sono pronti a parlare del Paris Agreement e la data in cui il presidente Donald Trump annuncerà la volontà di rimanere o meno nel patto si sposta ancora una volta nel tempo.

I risultati impalpabili del G7 di Taormina

Ma a differenza degli altri vertici, il G7 italiano abbandona i toni ottimistici. Non si parla più di “dibattito costruttivo”: il tavolo delle discussioni è nettamente spaccato in due al punto da doverlo mettere nero su bianco anche nella comunicazione finale. Un’ammissione insolita per il Gruppo dei sette costretto ad ammettere di non esser riusciti a colmare le diverge con gli Stati Uniti in tema di emissioni e clima.

“Gli Stati Uniti d’America sono in procinto di rivedere le proprie politiche sui cambiamenti climatici e sull’Accordo di Parigi e non sono, pertanto, in grado di aderire al consenso su questi argomenti”, si legge nel testo del comunicato. “Comprendendo questo processo, i capi di Stato e di governo del Canada, Francia, Germania, Italia, Giappone e Regno Unito ed i presidenti del Consiglio europeo e della Commissione europea ribadiscono il loro forte impegno ad attuare rapidamente il Paris Agreement”.

Sono in molti a dare tuttavia una lettura positiva a questo G7, nonostante l’ennesimo nulla di fatto. Spiega Manuel Pulgar-Vidal, leader della Climate & Energy Practice mondiale del WWF: “I leader di sei delle più grandi economie mondiali hanno chiarito che i cambiamenti climatici rimangono una priorità globale e hanno dimostrato il loro impegno a portare avanti l’accordo sul clima di Parigi. Questo è incoraggiante anche se gli Stati Uniti sono ancora indecisi. […] Il loro impegno a sostenere i paesi in via di sviluppo è fondamentale per garantire che il riscaldamento globale rimanga al di sotto di 1,5 °C”.

Trump pronto ad abbandonare l’accordo sul clima?

Le attese sono ora tutte riversate sulla riunione del G20, che si terrà in Germania il prossimo luglio. Gli USA tuttavia, rendono qualsiasi previsione ancora più difficile. In un tweet Donald Trump ha annunciato che prenderà una decisione sul patto climatico entro questa settimana. Alcune indiscrezioni, riportate in esclusiva da Axios, affermano che il presidente avrebbe confermato a Scott Pruitt, capo dell’EPA, la volontà di abbandonare l’accordo. Se così fosse, tre sono le opzioni che si presentano davanti gli Stati Uniti.

La prima: Trump potrebbe avviare il processo di ritiro dal Paris Agreement che non si concluderebbe prima del novembre 2020, dal momento che secondo i termini dell’accordo stesso, nessun Paese può annunciare l’uscita prima che siano passati tre anni dall’entrata in vigore (4 novembre 2016). Seconda opzione, il presidente potrebbe dichiarare il patto sul clima, un trattato legale che richiede l’approvazione del Senato, ottenendo con una probabilità molto vicina al 100% il rigetto dell’intesa. Terza opzione, Trump potrebbe sfilarsi dall’UNFCCC, la Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici, tagliando così ogni cordone con la diplomazia climatica globale. Un processo che richiederebbe appena un anno di tempo.

Grazie ad un nuovo processo sintetico è stato creato un elettrolita di solfuro solido dotato della più alta conduttività per gli ioni di sodio più alta mai registrata. Circa 10 volte superiore a quella richiesta per l'uso pratico

Batterie al Sodio allo Stato Solido più facili da Produrre

La batterie allo stato solido incarnano a tutti gli effetti il nuovo mega trend dell’accumulo elettrochimico. E mentre diverse aziende automobilistiche tentano di applicare questa tecnologia agli ioni di litio, c’è chi sta percorrendo strade parallele. É il caso di alcuni ingegneri dell’Università Metropolitana di Osaka, in Giappone. Qui i professori Osaka Atsushi Sakuda e Akitoshi Hayash hanno guidato un gruppo di ricerca nella realizzazione di batterie al sodio allo stato solido attraverso un innovativo processo di sintesi.

Batterie a Ioni Sodio, nuova Frontiera dell’Accumulo

Le batterie al sodio (conosciute erroneamente anche come batterie al sale) hanno conquistato negli ultimi anni parecchia attenzione da parte del mondo scientifico e industriale. L’abbondanza e la facilità di reperimento di questo metallo alcalino ne fanno un concorrente di primo livello dei confronti del litio. Inoltre l’impegno costante sul fronte delle prestazioni sta portando al superamento di alcuni svantaggi intrinseci, come la minore capacità. L’ultimo traguardo raggiunto in questo campo appartiene ad una ricerca cinese che ha realizzato un unità senza anodo con una densità di energia superiore ai 200 Wh/kg.

Integrare questa tecnologia con l’impiego di elettroliti solidi potrebbe teoricamente dare un’ulteriore boost alla densità energetica e migliorare i cicli di carica-scarica (nota dolente per le tradizionali batterie agli ioni di sodio). Quale elettrolita impiegare in questo caso? Quelli di solfuro rappresentano una scelta interessante grazie alla loro elevata conduttività ionica e lavorabilità. Peccato che la sintesi degli elettroliti solforati non sia così semplice e controllabile. Il che si traduce in un’elevata barriera per la produzione commerciale delle batterie al sodio allo stato solido.

Un Flusso di Polisolfuro reattivo

É qui che si inserisce il lavoro del team di Sakuda a Hayash. Gli ingegneri hanno messo a punto un processo sintetico che impiega sali fusi di polisolfuro reattivo per sviluppare elettroliti solidi solforati. Nel dettaglio utilizzando il flusso di polisolfuro Na₂S_x come reagente stechiometrico, i ricercatori hanno sintetizzato due elettroliti di solfuri di sodio dalle caratteristiche distintive, uno dotato della conduttività degli ioni di sodio più alta al mondo (circa 10 volte superiore a quella richiesta per l’uso pratico) e uno vetroso con elevata resistenza alla riduzione.

“Questo processo è utile per la produzione di quasi tutti i materiali solforati contenenti sodio, compresi elettroliti solidi e materiali attivi per elettrodi“, ha affermato il professor Sakuda. “Inoltre, rispetto ai metodi convenzionali, rende più semplice ottenere composti che mostrano prestazioni più elevate, quindi crediamo che diventerà una metodologia mainstream per il futuro sviluppo di materiali per batterie al sodio completamente allo stato solido“.  I risultati sono stati pubblicati su Energy Storage Materials and Inorganic Chemistry .

Un gruppo di scienziati della Lehigh University ha sviluppato un materiale dotato di una efficienza quantistica esterna di 90 punti percentuali sopra quella delle celle solari tradizionali

Nuovo materiale quantistico con un assorbimento solare medio dell’80%

Atomi di rame inseriti tra strati bidimensionali di seleniuro di germanio e solfuro di stagno. Questa la ricetta messa a punto dai fisici Srihari Kastuar e Chinedu Ekuma nei laboratori della Lehigh University, negli Stati Uniti, per dare una svecchiata alla prestazioni delle celle solari. Il duo di ricercatori ha così creato un nuovo materiale quantistico dalle interessanti proprietà fotovoltaiche. Impiegato come strato attivo in una cella prototipo, infatti, il nuovo materiale ha mostrato un assorbimento solare medio dell’80%, un alto tasso di generazione di portatori fotoeccitati e un’efficienza quantistica esterna (EQE) record del 190%. Secondo gli scienziati il risultato raggiunto supera di gran lunga il limite teorico di efficienza di Shockley-Queisser per i materiali a base di silicio e spinge il campo dei materiali quantistici per il fotovoltaico a nuovi livelli. 

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L’efficienza quantistica esterna

Tocca fare una precisazione. L’efficienza quantistica esterna non va confusa con l’efficienza di conversione, il dato più celebre quando si parla di prestazioni solari. L’EQE rappresenta il rapporto tra il numero di elettroni che danno luogo a una corrente in un circuito esterno e il numero di fotoni incidenti ad una precisa lunghezza d’onda. 

Nelle celle solari tradizionali, l’EQE massimo è del 100%, tuttavia negli ultimi anni alcuni materiali e configurazioni avanzate hanno dimostrato la capacità di generare e raccogliere più di un elettrone da ogni fotone ad alta energia incidente, per un efficienza quantistica esterna superiore al 100%. Il risultato di Kastua e Ekuma, però, rappresenta un unicum nel settore.

Celle solari a banda intermedia

Per il loro lavoro due fisici sono partiti da un campo particolare della ricerca fotovoltaica. Parliamo delle celle solari a banda intermedia (IBSC – Intermediate Band Solar Cells), una tecnologia emergente che ha il potenziale per rivoluzionare la produzione di energia pulita. In questi sistemi la radiazione solare può eccitare i portatori dalla banda di valenza a quella di conduzione, oltre che direttamente, anche in maniera graduale. Come?  “Passando” per l’appunto attraverso stati di una banda intermedia, livelli energetici specifici posizionati all’interno della struttura elettronica di un materiale creato ad hoc. “Ciò consente a un singolo fotone di provocare generazioni multiple di eccitoni attraverso un processo di assorbimento in due fasi“, scrivono i due ricercatori sulla rivista Science Advances.

Nel nuovo materiale quantistico creato dagli scienziati della Lehigh University questi stati hanno livelli di energia all’interno dei gap di sottobanda ideali. Una volta testato all’interno di una cella fotovoltaica prototipale il materiale ha mostrato di poter migliorare l’assorbimento e la generazione di portatori nella gamma dello spettro dal vicino infrarosso alla luce visibile. 

La rivoluzione dei materiali quantistici

Il duo ha sviluppato il nuovo materiale sfruttando i “gap di van der Waals”, spazi atomicamente piccoli tra materiali bidimensionali stratificati. Questi spazi possono confinare molecole o ioni e gli scienziati dei materiali li usano comunemente per inserire, o “intercalare”, altri elementi per ottimizzare le proprietà dei materiali. Per la precisione hanno inserito atomi di rame tra strati di seleniuro di germanio e solfuro di stagno. “Rappresenta un candidato promettente per lo sviluppo di celle solari ad alta efficienza di prossima generazione – ha sottolineato Ekuma – che svolgeranno un ruolo cruciale nell’affrontare il fabbisogno energetico globale“.