DL Clima Ambiente: these are the measures to hinder climate change

Ecobonus for the demolition of polluting vehicles, the removal of environmentally harmful subsidies, the integration of tree-planting programs, and loans for the purchase of package-free products. These are some of the measures of the new regulatory provisions.

DL Clima Ambiente’s outline will arrive at CdM shortly

DL Clima Ambiente’s outline, the legislative decree which contains “Urgent measures to counter climate change and promote green economy,” is in the final stretch. The text, announced in previous days by Minister Sergio Costa, would have arrived this very day at the Council of Ministers for a pre-evaluation but at the last moment the presentation was postponed. The motive? They are looking for the necessary coverage for the new regulations. For now, the order is composed of 14 articles dedicated to hindering pollution and greenhouse gasses as well as providing environmental protection, hinting (literally, for now) to the expected new regulations regarding End of Waste.

As stated in the explanatory report which accompanies DL Clima Ambiente’s diagram, the outline’s objective is to put in place a series of ‘positive and concrete’ actions ‘intended to engage various administrative levels’ in order to give practical effect to the government’s new program, the Green New Deal. The measures displayed in the Climate Decree directly strike the more vulnerable sectors connected to climate change; in other words, agriculture, biodiversity, construction and infrastructure, energy, health, weather, soil and transport.

“These are momentous days where we are in the defense of #DecretoClima, a capacious report that aims to attack climate change. We need to grasp this concept”, explained the Environment Minister, Sergio Costa. “If today we don’t work courageously, tomorrow there will be no future. It’s a series of environmental regulations that clearly affect other ministries as well. Finally, the environment is weaving all governmental actions together.”

The main sections from the outline of the Climate decree

Transportation- DL Clima Ambiente introduces many measures in the field of mobility, starting from new ecobonuses for the demolition of vehicles harmful to the environment, designed for citizens that live in 9 metropolitan cities interested in EU infrastructural procedures for air quality (Rome, Turin, Milan, Venice, Genoa, Florence, Naples,  Catania, Palermo). Within these cities, those who demolish vehicles limited to Euro class 4 standards and below can enjoy a bonus of up to 2,000 euro to use towards the purchase of local and regional public transportation memberships and sharing mobility services. The Climate Decree will include tax incentives which will replace personal vehicles that emit high levels of pollutants with environmentally sound modes of transportation, as well as resources in favor of school bus services (with reduced emissions) for state and municipal schools located within the above-mentioned cities.

Green cover and Urban sustainability

One of the focal points of the text are the new operations in favor of urban climatic adaptations. The Climate Decree calls for the institution of an experimental reforestation and tree-planting program and proposes a deferment in 2020 and in 2021, a Green Bonus tax break. Furthermore, winners will be bestowed with an award, ‘Città Verde d’Italia’ (Italian Green City).

Environmental protection

Starting from 2020, the harmful environmental subsidies, indicated in the 2018 Ministerial prospectus, will be reduced by at least “10% annually. It will begin in 2021 and continue until its eventual annulment in 2040”. The next Budget Law will identify the costs to eliminate as well as the savings obtained, of which 50% will be placed in a fund established by Mef, increasing the favorable environmental subsidies, favoring also technology and products with low carbon content as well as financing production models and sustainable consumption.

Lastly, the Environmental Economic Zone will be introduced, an area shared with the National Italian Parks which also benefit from a special economic system.

Developing the path

In relation to an environmental impact assessment, its proposed that project analysis be based also on “consistency for the purpose of climate change within an entire life cycle in order to evaluate climate neutrality and, if necessary, through the means of compensatory interventions”. Investment programs put in place by the public administration will also follow new criteria, starting with their compatibility with the protection of the environment and with UN objectives regarding sustainable development. Furthermore, the central and territorial administrations must publish their environmental budget plan by 28 February of every year.

Circular Economy

The outline written by DL Clima Ambiente introduces tax breaks on bulk goods and products on tap; in 2020, 2021 and 2022 a subsidy equal to 20% of the cost of products without packaging will be recognized and approved. If the section “End of Waste Status” is still lacking information, clearer are the provisions for regulating organically the actions of the commissioner for illegal landfills, identifying on a legislative level the various aspects linked to modus operandi.

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“.