RAEE natalizi

Disfarsi di un RAEE per acquistare un nuovo apparecchio più efficiente e performante. Il Natale si trasforma in una occasione salva-clima

Con il Natale ormai alle porte la corsa ai regali diventa l’occupazione principale nelle pause pranzo e nei week end. Quanto tempo dedicato all’acquisto del pensiero mai scontato, originale e che magari sia anche utile, nella speranza di riuscire a risparmiare qualche euro. Ma allora perché non concentrarsi su regali utili, magari cercando di smaltire vecchi elettrodomestici che rimangono inutilizzati da tempo negli sgabuzzini. Visto che anche quest’anno le statistiche indicano ai primi posti tra i regali più gettonati telefoni cellulari quale occasione migliore per smaltire i vecchi apparecchi non più funzionanti che continuiamo a tenere nei cassetti? Per noi sono solo un peso ma contengono diversi materiali e metalli preziosi che correttamente recuperati possono dar vita a nuovi prodotti.

Il decreto “Uno contro Uno”

Grazie al decreto in vigore da giugno 2010, noto come “Uno vs Uno” i consumatori hanno la possibilità di acquistare un nuovo dispositivo elettrico o elettronico consegnando al negoziante in forma totalmente gratuita un RAEE. Cos’è un RAEE? E’ un rifiuto da apparecchiature elettriche o elettroniche, un dispositivo alimentato dalla corrente elettrica non più funzionante che per noi è un peso, per l’ambiente un rischio e per i consorzi che gestiscono i rifiuti una risorsa preziosa, una sorta di scrigno contenente metalli e sostanze recuperabili e riutilizzabili come il rame, il ferro, l’acciaio, l’alluminio e il vetro.

Ma spesso il decreto non è conosciuto. Né i consumatori né tantomeno i negozianti ne conoscono l’esistenza e spesso anche quando gli avvisi dell’entrata in vigore del provvedimento sono arrivati nei punti vendita la disinformazione fa cadere in molteplici tranelli. Si pensa quindi che ad essere riconsegnati possano essere solo i grandi elettrodomestici mentre in verità anche i piccoli dispositivi, ad esempio i lettori mp3 possono essere ceduti al momento dell’acquisto di un nuovo lettore. Pare infatti che da giugno 2010 il 58% dei grandi elettrodomestici non sia stato ritirato, percentuale che sale all’88% quando si tratta di piccoli dispositivi.

Le nuove etichette energetiche

La mancanza di informazione si misura anche a livello cittadino: pare infatti che solo il 17% degli intervistati durante un’indagine Ipsos abbia rivelato di conoscere il decreto Uno contro Uno. Consapevoli di tale situazione Legambiente e Remedia hanno provveduto a lanciare un appello che si è tradotto e concretizzato in una miniguida per il corretto smaltimento dei RAEE e in una campagna di informazione battezzata ‘Noi ci crediamo e li ricicliamo. E tu?’. Il Natale può essere l’occasione giusta per eliminare elettrodomestici poco efficienti scegliendo di acquistare e regalare lavatrici, frigoriferi o altri dispositivi che consumano meno energia e rispettano l’ambiente. Per far questo e per procedere al giusto acquisto sarà importante, nel caso si voglia sostituire un grande elettrodomestico, fare attenzione alle etichette che per legge riportano i consumi. Energia, acqua e livelli di rumore prodotto sono tra le principali caratteristiche che le nuove etichette, entrate in vigore lo scorso 30 novembre e valide in tutta Europa, riportano per fare in modo che il consumatore possa procedere ad un acquisto limpido, chiaro e consapevole. Le classi energetiche, 7 in totale, includeranno oltre alla classe di massima efficienza A, anche le nuove A+, A++ e A+++ contraddistinte sempre dagli stessi colori, che vanno dal rosso intenso degli apparecchi meno performanti (classe D) al verde acceso delle classi più efficienti.

I numero del riciclo

Ma nonostante la scarsa conoscenza delle possibilità di aiutare l’ambiente gestendo correttamente i RAEE i numeri del Rapporto di L’Italia del Riciclo 2011 promosso da FISE Unire (l’Associazione di Confindustria che rappresenta le aziende del recupero rifiuti) e d alla Fondazione per lo Sviluppo Sostenibile presentato ad inizio dicembre, rivela che nel 2010 sono state raccolte 245mila tonnellate di RAEE il che ha fatto raggiungere e superare gli obblighi europei che invitano i paesi a raggiungere una quota procapite di tali rifiuti pari a 4 kg.

In Italia sono principalmente due i consorzi che si occupano della gestione dei RAEE con filiere che dalla raccolta arrivano fino al recupero dei materiali. Dal primo gennaio al 15 dicembre 2011 l’ecocontatore dei rifiuti elettronici presente sul sito di Ecodom segnala 83.519 tonnellate di rifiuti gestiti, 594.278.000 kWh risparmiati e 1.619.500 tonnellate di CO2 evitate all’atmosfera, in linea con la convinzione che recuperando i materiali dai dispositivi non funzionanti si può ridurre l’estrazione di materie prime, evitando al pianeta i processi di estrazione dei metalli. Grazie a Remedia sono invece state trattate nel corso del 2011 45mila tonnellate di RAEE recuperando il 91% dei materiali contenuti nei rifiuti tecnologici.

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“.