Dalla differenziata la creazione di una filiera di valore

“Una filiera in grado di ridurre l’impatto ambientale riutilizzando i rifiuti e creando nuovi mestieri”. Lo ha dichiarato Nicola Di Raffaele, Top Manager dell’Enam Spa , società a capitale pubblico che gestisce il servizio di igiene urbana nella città di Pomigliano d’Arco, illustrando alla stampa il nuovo sistema di raccolta differenziata che partirà in città dal 4 Aprile. “ Potremmo arrivare dunque anche alla creazione di nuove attività professionali in grado di recuperare i rifiuti riutilizzabili. Di certo ci poniamo l’obiettivo – ha proseguito Di Raffaele – di raggiungere il 50% di differenziata entro il primo semestre del 2011”. Ed è pronta “ la task – force interna messa in campo dall’azienda solo ed esclusivamente sul fronte differenziata – ha continuato Di Raffaele – per creare un ottimo sistema di raccolta , per spiegare di casa in casa, di scuola in scuola, di edificio in edificio , di strada in strada , come funzionerà il servizio” . Scuole, fabbriche, edifici , istituzioni, piazze, strade , a Pomigliano d’Arco la differenziata sarà veramente di casa con una comunicazione che andrà dall’adulto al bambino. “ Stando al Rapporto sulla gestione dei rifiuti elaborato dall’ ISPRA/Ministero dell’Ambiente, e riferito al 2008, in Emilia Romagna – ha ricordato Enzo Pirone della Fondazione Willy Brandt ( FWB) che curerà l’intera campagna di comunicazione – la produzione di rifiuti solidi urbani è stata di 2.951.000 tonnellate contro i 2.723.326 della regione Campania. Ma mentre in Emilia Romagna la raccolta differenziata supera abbondantemente il 40% in Campania essa è attestata intorno al 19%. Questo anche perché in Emilia Romagna il ciclo integrato dei rifiuti si avvale di ben 28 discariche controllate, 8 inceneritori con recupero energetico, 18 impianti di compostaggio, e 12 impianti di trattamento meccanico biologico a differenza della Campania dove il sistema impiantistico fa acqua da tutte le parti. Inoltre da noi è pesante la situazione sul fronte della frazione organica presente nei rifiuti nella misura del 30%. Attualmente gli impianti di compostaggio in Campania a malapena riescono a trattare 26.282 tonnellate annue a fronte di un fabbisogno impiantistico per ben 534.552 tonnellate all’anno”. Molto chiaro anche il Presidente dell’Enam Spa . “ Si è raggiunto un punto di non ritorno – ha dichiarato Di Raffaele – e dunque bisogna dare un tempo sufficiente affinché si possa uscire da questa criticità. Tutti dobbiamo fare la nostra parte e soprattutto coinvolgendo il cittadino”. Ed in conferenza stampa è giunta un’importante notizia : “206.000 euro di finanziamenti stanziati dalla Provincia di Napoli – ha annunciato l’Assessore alle Politiche dell’Ambiente e Sviluppo Sostenibile del Comune di Pomigliano d’Arco, Salvatore Piccolo – con i quali compreremo i contenitori adatti alle aree condominiali per fare la raccolta differenziata”. Dunque raccolta differenziata a tutto campo. “Pomigliano d’Arco può essere un punto di riferimento per il rilancio campano – ha proseguito Enzo Pirone – ed il modello al cui ci rifaremo sarà quello di Capannori, paese di 45.000 abitanti in provincia di Lucca che, nel 2005 partì da un 37 % di differenziata raggiungendo il 71% nel 2009 e prossimo all’80%. In questo paese , il risparmio ottenuto dal mancato smaltimento in discarica dei rifiuti indifferenziati ha permesso di acquistare i contenitori e i sacchetti per le famiglie, di organizzare campagne informative per le scuole e i cittadini e soprattutto l’assunzione di circa 40 nuovi operatori. Ma hanno ottenuto anche importanti vantaggi ambientali perché solo considerando i dati relativi al 2009 con la raccolta della carta hanno risparmiato l’abbattimento di oltre 100.000 alberi, un mancato consumo di 2,5milioni di litri d’acqua e grazie al riciclaggio di vetro , plastica e lattine si è ottenuta la mancata emissione di CO2 nell’atmosfera pari a 1.272 tonnellate”. Ecco “a Pomigliano vogliamo fare questo – ha dichiarato Nicola Di Raffaele – e raggiungere standard, livelli di differenziata alti, riducendo l’impatto ambientale e creando nuova economia. Dunque dobbiamo dare la possibilità ai cittadini di comprendere che bisogna aumentare la vita utile dei beni durevoli in modo da ridurre i rifiuti a monte. E va assolutamente intensificata, rispettata, incrementata la raccolta differenziata. Tolleranza zero se ne necessario anche con un foto-reportage settimanale e sanzionando chi non rispetta orari e luoghi”. La campagna di comunicazione ideata dalla Fondazione Willy Brandt, vedrà protagoniste soprattutto le famiglie e le scuole.
I ragazzi delle quarte e quinte elementari utilizzeranno l’Ecopagella per dialogare con i propri genitori e con il circuito parentale di riferimento circa le modalità e l’utilità di una buona raccolta differenziata. Diventeranno essi stessi protagonisti che, con domande e successive valutazioni, attribuiranno un punteggio, “daranno un voto”, ai comportamenti e alla sostenibilità ambientale delle abitudini nella gestione casalinga dei rifiuti e della raccolta differenziata . Il Professor Riciclo visiterà le classi per diffondere la cultura della sostenibilità con una tecnica che integrerà la diffusione di informazioni puntuali e precise con un approccio teatrale capace di catturare l’attenzione e l’interesse dei ragazzi. E poi spettacoli teatrali ideati proprio dai ragazzi sul tema dei rifiuti .
Non c’è tempo da perdere la differenziata aspetta.

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“.