Rinnovabili • Rinnovabili - Inform - Act - Share Background

Quando il design diventa sostenibile

Qualche idea eco-compatibile dedicata al rinnovo dell’arredo secondo i moderni dettami della sostenibilità

Chi non si è trovato, almeno una volta, a dover prendere la sospirata decisione di rinnovare qualche pezzo dell’arredo di casa? Molto spesso con il rammarico di doversi liberare di un divano al quale ci si era affezionati, o della cucina che ha raggiunto l’età del “pensionamento”. L’arredamento e l’oggettistica sono elementi in grado di caratterizzare l’ambiente in cui si vive, ed è per questo che l’arredare diviene momento di riflessione e ricerca di quelli che saranno i “compagni del viaggio abitare” per almeno qualche anno. Ovviamente le possibili soluzioni sono molteplici, sia in termini di gusto sia in termini economici. La difficoltà nel dover scegliere un pezzo d’arredo è quindi caratterizzata da tutta una serie di variabili, più o meno importanti, con le quali l’acquirente deve confrontarsi. Ma le attuali necessità energetiche ed ambientali ne hanno, nel tempo, introdotta una nuova che qualcuno, alle prese con cataloghi e calcolatrici, potrebbe aver trascurato: la sostenibilità.
Forse molti non sanno che anche nel campo dell’arredamento e del design per la casa la ricerca sulla sostenibilità ambientale e sul risparmio energetico ha ormai attecchito. Da grandi firme a gruppi emergenti di architetti e designer arrivano continuamente prototipi ed oggetti già commercializzati che offrono la possibilità di operare una scelta di arredo nel rispetto dell’ambiente. È chiaro che quando parliamo di sostenibilità, non possiamo essere troppo specifici, considerato che il termine non si presta ad una singola accezione, e difatti i pezzi di arredamento e l’oggettistica possono essere sostenibili in diverso modo.
Per essere più chiari basti dire che esistono mobili che vengono realizzati da materiali riciclati o naturali, oggetti che possono a loro volta essere riciclati al termine del loro ciclo di vita, e ancora prodotti realizzati con materiali ecosostenibili o che subiscono trattamenti di rifinitura con vernici non nocive in grado di evitare successive emissioni di sostanze tossiche, garantendo così un ambiente più salubre. E non tralasciamo l’aspetto energetico. Lampade di ogni tipo e per tutti i gusti che montano solo luci led e costruite con i materiali più impensabili.
Qualche esempio?

Altro che origami, a Passatempo, una frazione di Osimo, in provincia di Ancona, si producono mobili con la carta. Non è uno scherzo. Librerie, poltrone, appendiabiti e contenitori di tutti i tipi, grazie all’azienda Kubedesign, sono tutti realizzati adoperando il cartone ondulato. Un materiale naturale che ha eccellenti prestazioni statiche, molto versatile e quindi adattabile a diverse esigenze. I mobili hanno, infatti, la particolarità di poter essere personalizzati, grazie ad una serie di possibilità che l’azienda stessa fornisce. I pezzi di arredo prodotti da Kubedesign hanno inoltre la caratteristica di essere molto leggeri e quindi facilmente trasportabili, incarnando così le esigenze della vita contemporanea rivolta alla mobilità e al cambiamento continuo.

Fulcro delle case di tutto il mondo, ma forse più di quelle italiane, è la cucina. È lo spazio dove si trascorre più tempo e dove, purtroppo, si sprecano più risorse. Parlando di sostenibilità, infatti, non è sbagliato affermare che la cucina è proprio uno degli ambienti meno sostenibili delle nostre case. Si consuma energia, si consuma l’acqua e si producono rifiuti. Proprio per questo è fondamentale scegliere in maniera consapevole gli elettrodomestici e utilizzare dei rompi-getto per i rubinetti. Ma se si vogliono fare le cose in grande basta cercare in giro e ci si accorge che molti architetti hanno incominciato a pensare all’intero “sistema cucina” in chiave eco-sostenibile. Portiamo alcuni esempi di concept di cucine green che sono in avanzata fase di studio. La Philips, la più grande azienda europea nel settore elettronico, ha presentato recentemente un concept di cucina sostenibile e a misura d’uomo. Questa novità è l’esempio concreto della politica che la casa sta portando avanti ormai da tempo tutta incentrata sull’innovazione e la sostenibilità. La cucina, che si presenta sotto un aspetto piuttosto avveniristico, è dotata di grandi superfici touchscreen, in corian retroilluminato. Il piano di lavoro della Green Cusine presenta sotto la superficie, dei sensori invisibili che rilevano la presenza di utensili come padelle e pentole. Una volta avvenuta l’identificazione i sensori si attivano scaldando o raffreddando gli oggetti in qualsiasi punto del piano. “La superficie del piano composta da due strati, uno a induzione per la cottura e l’altro luminoso a Led, offre la flessibilità di spostare gli elettrodomestici liberamente, e al tempo stesso di avere un’interfaccia visiva che li segue” spiega Stefano Marzano direttore creativo di Philips Design. Ma non solo, la Green Cusine fa si risparmiare energia ma anche l’acqua. Il rubinetto presente sul lavabo consente un notevole risparmio di acqua grazie al termostato digitale che è posto al suo fianco. La temperatura dell’acqua quindi esce all’istante alla temperatura desiderata, consentendo all’utente di poter scegliere anche la quantità di acqua da erogare. Ultima chicca è composter Bokashi che è fissato sotto il tavolo: tutti i rifiuti organici prodotti in cucina divengono pastiglie fertilizzanti.

Altro esempio è quello della cucina Whirlpool ad alta efficienza energetica. Il progetto si basa sul risparmio di energetico e su quello di gestione. La cucina verde, rispetto ad un sistema medio in commercio, ha una maggiore efficienza energetica (+70%) ed un risparmio netto di gestione del 24%. Il team Whirlpool ha pensato ad un funzionamento ispirato alla natura e al proprio ciclo di energia. Ma come? Riutilizzando tutto quello che viene prodotto in termini energetici, come ad esempio il calore del compressore del frigorifero usato per riscaldare l’acqua della lavastoviglie. Il frigorifero è a cassetti in modo da evitare la dispersione del freddo all’apertura. Un espediente che permette un risparmio di energia del 50% rispetto a un comune frigorifero. L’aria che viene raccolta dall’azionamento della cappa viene depurata e reimmessa nell’ambiente per riscaldarlo. Per quanto concerne gli sprechi di acqua, Greenkitchen è un passo avanti. È dotata di un dispenser in grado di erogare acqua a tutte le temperature direttamente dal rubinetto. Inoltre, l’acqua che viene fatta scorrere in attesa di raggiungere la temperatura voluta, viene raccolta in un serbatoio in modo da poterla riutilizzare per altri scopi.

Sostenibilità vuol dire anche minore impatto ambientale. Se pensiamo a quello che la produzione di un mobile rappresenta in termini di inquinamento atmosferico, c’è da essere preoccupati. Ci sono aziende che hanno fatto di queste tematiche la loro filosofia produttiva. Tra queste ci piace evidenziare un’azienda italiana, la Mazzali, leader nell’arredo per le camere da letto. Lo slogan rappresentativo dell’azienda è “Make it natural”. Secondo Mazzali “il rispetto dell’ambiente e della salute sono le prime e più importanti caratteristiche alle quali è necessario ispirarsi se si desidera rendere l’arredamento sostenibile, sia di una casa, sia di un ufficio”. La Linea Verde, questo il nome della collezione sostenibile, è realizzata in legno, che è per il 95% legno a riforestazione programmata e per il 5% proveniente da zone i cui governi hanno sottoscritto un impegno a campagne di riforestazione. Le vernici per i trattamenti di finitura sono atossiche, prive di piombo, amianto e formaldeide, consentendo di evitare le successive emissioni di solventi che, le vernici normalmente impiegate, rilasciano nell’aria per addirittura anni successivamente all’acquisto. Infine ma non meno importante, tutti i prodotti, compresi gli imballaggi, sono totalmente riciclabili.

Non molti possono permettersi una casa con giardino, soprattutto quelli di noi che abitano in grandi città. Per avere un tocco di verde nel nostro appartamento, non c’è migliore soluzione che possedere una Grass-On. Il progetto, tutto italiano, nasce da un’idea per un concorso di beneficienza. I tre designer, Mauro Cazzaro, Francesca Balsaldella e Massimo Checchin, che insieme formano lo studio ITlab, si sono trovati casualmente davanti ad un rotolo di erba sintetica e da questo materiale è nata l’idea di Grass-on. La lampada è formata da uno scheletro di forma cubica realizzato con materiale riciclato ed è ricoperta di una pelle di erba sintetica totalmente riciclabile. La lampada, che supporta una sorgente luminosa a basso consumo, per la sua semplice quanto caratteristica forma, risulta essere estremamente versatile. Grass-on si presta a varie collocazioni: può essere appoggiata a terra, montata a sospensione o poggiata su di un tavolo. Per chi poi ha il pollice verde, grazie a questa ingegnosa creazione, l’hobby del giardinaggio non sarà più un’esclusiva di coloro che possiedono un giardino. Se si vuole una maggiore intensità luminosa, non si deve far altro che armarsi di un paio di forbici e potare lo strato di erba della lampada, consentendo così alla luce di filtrare maggiormente e di illuminare meglio l’ambiente.

About Author / La Redazione

Rinnovabili • Batterie al sodio allo stato solido

Batterie al sodio allo stato solido, verso la produzione di massa

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
via Depositphotos

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 Na2Sx 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 .

Rinnovabili •
About Author / Stefania Del Bianco

Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.


Rinnovabili • fotovoltaico materiale quantistico

Fotovoltaico, ecco il materiale quantistico con un’efficienza del 190%

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

fotovoltaico materiale quantistico
via Depositphotos

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“.

Rinnovabili •
About Author / Stefania Del Bianco

Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.