Solarexpo e Greenbuilding: è stato il giorno dell’inaugurazione

Una fiera in forte crescita sia nei numeri che nei servizi, che riesce a coniugare un'esposizione di circa mille aziende e una serie di convegni di notevole interesse

Oggi l’inaugurazione della decima edizione. Un evento che, come abbiamo detto nel nostro articolo di presentazione, sta acquistando un prestigio ed un’autorevolezza sempre maggiori. Oggi ad esempio nei convegni previsti per l’inaugurazione sono stati trattati argomenti di rilevanza internazionale come lo scenario internazionale del post-Kyoto e il ruolo del fotovoltaico nel Piano per le tecnologie energetiche strategiche dell’Unione Europea. Oppure temi come il punto sul mercato italiano del fotovoltaico con interventi sulla struttura, sul trend di sviluppo, sull’attrattività per gli investitori. E in più una nutrita ed interessante esposizione di tecnologie e prodotti che ormai costituisce uno dei tradizionali punti di forza di Solarexpo e che costtuisce una vetrina altamente rappresentativa di questo comparto industriale.

*Il primo giorno* – Alla fine della prima giornata di questa mostra convegno abbiamo al nostro attivo vari chilometri percorsi all’interno degli ampi padiglioni con la consapevolezza che non può bastare una sola giornata per esaminare tutto il patrimonio fieristico di questa decima edizione di Solarexpo. La prevista affluenza di circa sessantamila visitatori ha visto già in questo giovedì una prima conferma dell’interesse suscitato. Sara Quotti, direttore della manifestazione, prima dell’apertura aveva dichiarato: “Solarexpo ha registrato in tre anni un tasso di crescita del 200%” e, se qualcuno ricorda le edizioni precedenti, non può non notare questo aumento.

*L’esposizione* – Nonostante le piantine a volte non è facile districarsi tra i più di mille espositori ma da quest’anno, dopo un lungo lavoro, viene in aiuto dei visitatori un sistema nuovo. Si tratta di un touch screen nel quale è possibile inserire le aziende che si intende visitare e dal quale si riceve un percorso che tocchi tutti gli stand interessati impiegando la minore distanza possibile. Il sistema è anche in grado di fornire una stampa di quello che vediamo sullo schermo ed utilizza un algoritmo di ricerca operativa e di intelligenza artificiale basata sugli sciami d’ape quindi si garantisce che quello sia effettivamente il percorso più breve.
Una novità da non perdere è nell’area dedicata al verde “nell’area costruita” dove la “Wall Up” combina un sistema fotovoltaico ad un’altro che gestisce l’irrigazione-fertilizzazione di una parete vegetale. Il sistema verrà descritto in dettaglio alla fine della Fiera e sarà spiegato dalla stessa “Wall Up” nel congresso di venerdì 8 sul tema. Per ora possiamo dirvi che funziona come un cappotto esterno, che prevede un gran risparmio di acqua e che non necessita di gran manutenzione per il verde. Altra novità, anche se già vista ad Energeticha, viene dalla “Energie Eco Compatibili” (En e Com) che ha presentato una serie di pannelli flessibili dalle caratteristiche di produzione molto interessanti. I pannelli vanno dai 15Wp agli 80Wp e sono arrotolabili o flessibili tanto che la casa ne consiglia l’uso anche per giacche, borse o tende. Ultima novità che vogiamo segnalare tra le tante, viene dalla “Nativo” e consiste in un camino alimentato da bioetanolo specifico fornito dalla stessa casa produttrice. Dal design moderno, questo camino non crea odori e, da quello che ci spiega il depliant non necessita di canne fumarie o di impianti particolari.
Per oggi chiudiamo qui consigliando di effettuare la registrazione per l’ingresso in internet, che risulta facile, veloce e fa risparmiare tempo e denaro.

“Solarexpo, la presentazione”:http://www.rinnovabili.it/solarexpo-cresce-e-tocca-quota-dieci-530309

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“.