E-miglia: emozioni tutte d’un fiato per la prima giornata di gara

E’ partita da Monaco di Baviera tra emozioni, contrattempi ed una buona dose di competitività la prima edizione del rally per veicoli elettrici che attraverserà in quattro giorni la Germania del sud, l’Austria ed arriverà nel Trentino.

La silenziosa carovana dell’ “e-miglia”:http://www.e-miglia.com è partita. Come da programma, alle nove in punto di ieri mattina, presso il TÜV SÜD di Monaco di Baviera, il presidente del AvD, Graf von der Schulenburg, e Richard Schalber, sovrintendente sportivo del rally, hanno dato il via alla prima macchina. Dalla partenza al meta finale, la città tedesca di Füssen, i 25 equipaggi hanno dovuto affrontare 120 km e una prova speciale a Hohenpeissenberg; si è trattato di un test, come da regolamento, durante il quale i piloti hanno dato prova delle capacità dei propri mezzi elettrici su un percorso di 3,4 km da eseguire in 5 minuti. In realtà, test speciale a parte, nello spirito dell’e-miglia e nelle intenzioni dei suoi organizzatori non è la velocità a fare da padrone, bensì l’affidabilità e regolarità che veicoli a due, tre e quattro ruote come quelli in gara sono in grado di dimostrare.
Centoventi chilometri affrontati anche grazie ad un punto di ricarica sulla cima del Monte Rigi, una stazione mobile con uscita da 230 V posta ad 80 km da Monaco.
Passando i famosi castelli di Neuschwanstein e Hohenschwangau, a metà pomeriggio i 40 partecipanti sono entrati nel centro storico di Füssen, accolti con entusiasmo dai numerosi spettatori; un pubblico proveniente da Germnia, Austria, Svizzera e Italia, che ha potuto assistere alla premiazione del vincitore del primo giorno: _Tim Ruhoff di Monaco d.B._ accompagnato dal suo navigatore _Steven Hoffmann,_ meritevoli d’aver segnato un tempo totale di 8 ore e 0,8 sec con la loro Tesla Roadster Sport. Al secondo e terzo posto, rispettivamente, Patrick Zankl/Gerhard Reichert (con un tempo di 8:00:00,96) e Carlo Bermes/Wulf Biebinger (con 8:00:01,16) sempre a bordo di una Tesla.
Anche la squadra di Rinnovabili.it, unico team italiano presente, ha concluso con successo questa tappa, segnando, dopo un piccolo problema tecnico alla partenza, un risultato di tutto rispetto: settimo posto con un tempo di 8:00:02,17.

*Diario di Bordo* _Alle nove in punto di ieri mattina, seguendo in modo millimetrico il programma del roadbook consegnato dal direttore di gara agli equipaggi, è stato dato il via dallo starter del rally all’auto elettrica con il numero 1, tra applausi, interviste e hostess sorridenti. Momenti di pura emozione in un’atmosfera irreale dove la competizione, seppur ben presente in tutti i dna degli equipaggi, ha lasciato il posto alla gratificante sensazione per essere tutti qui a dimostrare al mondo intero che esiste un modo diverso di organizzare la nostra esistenza: muoversi e spostarsi in modo sostenibile, proteggere, anzi incrementare la qualità della nostra vita._
_E sì che la prima giornata non è iniziata proprio nel verso giusto. Incominciando da una battente pioggia che ha accompagnato quasi tutte le operazioni di preparazione degli equipaggi e gli start, dati con cadenza svizzera ogni minuto per le diciannove auto partecipanti. All’auto di *Rinnovabili.it* poi, è capitato proprio di tutto nelle fasi pre partenza tanto da indurre il capo meccanico del team *THINK CAR* ad annullare, all’ultimo minuto, la partenza della nostra auto e sostituirla, appena sei minuti prima della partenza, con un auto muletto. Così è iniziata anche la nostra avventura. Una giornata, la prima, già molto impegnativa perché basata su tre prove, due di spostamento a cronometro, per un totale di 114 chilometri con percorsi misti tra fondo valle, montagna ed urbano, ed una speciale su pista dedicata. A fine giornata la soddisfazione del nostro team per il piazzamento provvisorio, di tutto rispetto, al settimo posto nella classifica generale dopo tre *TESLA* e tre *THINK.* E se ieri eravamo partiti diciannovesimi, cioè ultimi, perché quello era il numero di partenza a noi assegnato, questa mattina saremo i settimi allo start. E per oggi non ci sembra poco._
_In questa seconda giornata la carovana di e-miglia affronterà, entrando in Austria, i percorsi più impegnativi ed i maggiori dislivelli, con percorsi misti e strade dal fondo particolarmente impegnativo._

_Se il buon giorno si vede dal mattino, non sappiamo proprio cosa immaginare._

Il filmato di questa prima giornata può essere visionato sul canale “Youtube di Rinnovabili.it”:http://www.youtube.com/user/Rinnovabili1

h4{color:#D3612B;}. SCHEDA RIASSUNTIVA DEL 3 AGOSTO

* *Tragitto percorso:* 120 km
* *Ricariche effettuate dalla partenza alla tappa finale:* 1
* *Anidride carbonica risparmiata:* 15,96 kg di CO2

“E-miglia: inizia l’avventura”:http://www.rinnovabili.it/e-miglia-inizia-lavventura

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“.