Aria, Raimondi: obiettivo -41% pm10 entro 2015

Il Programma regionale per la qualità dell'aria (Pria), una volta approvato costituirà il riferimento di tutta la programmazione regionale in materia

Si è aperto con una buona notizia il primo Forum degli Stati generali dell’aria in programma oggi e domani a Palazzo Pirelli. L’assessore regionale all’Ambiente, Energia e Reti, Marcello Raimondi, ha infatti spiegato che “la qualità dell’aria, come dimostrano cifre inconfutabili, in Lombardia sta poco a poco migliorando”.

NEL 2015 OBIETTIVO MINIMO MENO 26% DI PM10 – Da una prima proiezione redatta partendo dai dati Arpa risulta infatti che “continuando ad applicare le misure adottate in questi anni appunto, nel 2015 si avrebbe una riduzione di pm10 compresa tra il 12 e il 26 per cento. Gli ossidi di azoto si ridurrebbero tra il 15 e il 34 per cento mentre i composti organici volatili tra il 10 e il 17 per cento”.

SI PUO’ ARRIVARE ANCHE A MENO 41% – Da questa semplice considerazione deriva la determinazione di Regione Lombardia nell’andare avanti sulla strada intrapresa, rendendo ancora più protagonisti Enti, Associazioni e cittadini del loro ambiente di domani. Un momento di lavoro che fornirà spunti che confluiranno nel Piano regionale sulla qualità dell’aria (Pria) che la Regione si appresta a varare. E la Lombardia non si è voluta far trovare impreparata all’appuntamento ed ecco quindi i risultati – positivi – presentati stamani, di un’ulteriore proiezione che tiene conto di alcune delle misure proposte nel Pria. “Nel 2015 il miglioramento di emissioni di Pm10 si aggira tra il 25 e il 41 per cento – ha spiegato Raimondi -. Per gli Ossidi di azoto siamo tra il 26 e il 48 per gli Ossidi di azoto mentre per i Composti organici volatili tra il 12 e il 19 per cento.

IL PRIA – Il Programma regionale per la qualità dell’aria (Pria) può così diventare anche un volano per l’economia della regione. Una volta approvato, infatti, sarà il riferimento di tutta la programmazione regionale in materia e consentirà un’ottimale pianificazione degli interventi e delle misure da applicare al territorio. Grazie all’analisi dello stato attuale e delle fonti emissive, mette a fuoco, con ancora maggiore dettaglio dei Piani precedenti, gli ambiti su cui agire e fornisce quindi gli indirizzi validi per la Regione Lombardia nel suo complesso.

I CONTROLLI – E’ questo un nodo chiave che dovrà essere affrontato nel Pria. Prima di applicare nuove norme è necessario essere sempre più severi con i controlli affinché i provvedimenti già in vigore vengano fatti rispettare. “Più controlli oggi, implicano un maggiore rispetto delle norme e una minor necessità di andare ad imporre nuovi limiti”.

IL TPL – “Occorre anche completare il rinnovo le flotte del trasporto pubblico locale – ha aggiunto l’assessore – con l’introduzione di mezzi a basso impatto emissivo ed individuare interventi finalizzati a sviluppare la multimodalità del trasporto merci – strada/ferrovia/acqua. I Comuni dovranno essere aiutati attraverso precise linee guida a riorganizzare la distribuzione urbana delle merci e ad adottare Piani Territoriali degli orari, strumenti d’indirizzo strategico per l’armonizzazione dei tempi urbani. E ancora, nuovi modelli per la logistica delle città relativi alla distribuzione delle merci con l’utilizzo di mezzi a basso impatto ambientale”. Va favorita anche la mobilità elettrica e promossa l’eco-guida soprattutto tra i giovani che si avvicinano alla patente.

IL RISCALDAMENTO DOMESTICO – E’ questo un altro fonte sul quale Regione Lombardia punta molto. Entro il 2014, infatti, tutti i condomini dovranno dotarsi di strumenti per  la termoregolazione e la contabilizzazione del calore: strumenti tanto innovativi quanto semplici che riducono i consumi e i costi. Sarà promosso anche l’uso efficiente e sostenibile delle biomasse in ambito residenziale attraverso una nuova regolamentazione relativa a classificazione, installazione, manutenzione ed utilizzo degli apparecchi domestici a biomassa legnosa. Va infatti tenuto presente che nella città di Milano i dati mostrano che oltre il 10 per cento delle polveri inquinanti arriva dalla combustione della legna.

IL TELERISCALDAMENTO – Su questo versante, l’obiettivo è di sostenere lo sviluppo di vaste reti di teleriscaldamento di estensione sovracomunale e sovra-provinciale, comprensive di soluzioni avanzate per il raffrescamento estivo e la gestione della “catena del freddo” commerciale e industriale.

L’AGRICOLTURA – E’ questo un altro settore che contribuisce in modo importante alla qualità dell’aria. Per questo Regione Lombardia ha deciso di intervenire per contenere le emissioni di ammoniaca in atmosfera attraverso un riutilizzo efficiente dei liquami.

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. 

leggi anche Fotovoltaico in perovskite, i punti quantici raggiungono un’efficienza record

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“.