Rinnovabili • Coltivazione del nocciolo

Coltivazione del nocciolo, un Master di primo livello per la gestione sostenibile

La coltivazione del nocciolo è in espansione anche in Italia. La pianta è sensibile ai cambiamenti climatici, e questo rende necessaria una formazione specifica in termini sia tecnologici che gestionali. Un Master dell’Università di Perugia forma figure professionali per il settore

Coltivazione del nocciolo
Foto di JolaKalmuk da Pixabay

Formazione per un’agricoltura sostenibile

(Rinnovabili.it) – Il nocciolo, come altra frutta secca a guscio, sta vivendo un periodo molto favorevole. La domanda è in crescita e le coltivazioni si vanno estendendo in zone diverse da quelle tradizionali.

I distretti tradizionali per la coltivazione del nocciolo sono Piemonte, Lazio, Campania e Sicilia. La ricerca ha selezionato nuove cultivar più produttive e soprattutto più resistenti agli effetti del cambiamento climatico. Questo ha permesso l’impianto di nuovi noccioleti anche in Umbria, Toscana, Veneto e Basilicata. Come spesso avviene in agricoltura, la produzione del nocciolo è a carattere familiare. Tuttavia, anche in questo settore è venuto il tempo di aprire le porte all’innovazione, che vanno dall’acquisto di nuovi macchinari a nuove tecniche di coltivazione che permettono una maggiore sostenibilità.

La formazione necessaria

Questo nuovo scenario pone la questione, tutt’altro che secondaria, della formazione: oggi l’agricoltura, specie nel caso in cui subentrano i giovani, non può più accontentarsi della tradizione ma deve coniugarla con l’innovazione tecnologica. A colmare questo vuoto ha pensato il Dipartimento di Scienze agrarie, alimentari e ambientali dell’Università di Perugia istituendo il Master di I livello Gestione agronomica, ecologica e sostenibile dei noccioleti da frutto.

Il Master, di durata annuale, si articola in 60 crediti formativi. L’obiettivo è fornire le conoscenze scientifiche necessarie per formare la figura professionale del consulente tecnico nel settore della gestione agronomica, ambientale ed economica dei noccioleti da frutto. Le conoscenze e le capacità teorico-pratiche che si acquisiranno al termine del corso saranno utili alla gestione della produzione del nocciolo secondo le tecniche più innovative, ma nello stesso tempo sarà dedicata la massima attenzione alla sostenibilità ambientale ed economica.

La coltivazione del nocciolo è in espansione

Negli ultimi anni la coltivazione del nocciolo è molto aumentata. Le superfici coltivate sono passate (a livello mondiale) da 600mila ettari a più di 1 milione; il potenziale produttivo è passato da 850mila a 1,1 milioni di tonnellate. La Turchia è il primo produttore (2/3 della produzione mondiale), seguita da Italia, Stati Uniti e Azerbaijan, ma l’aumento della richiesta sta portando altri paesi, come il Cile, a impiantare coltivazioni di nocciolo.

Secondo i dati Istat, in Italia le coltivazioni sono cresciute di oltre 20mila ettari negli ultimi dieci anni, ma la produzione interna ha coperto il fabbisogno di una quota che va dal 53% all’89%. Quindi dipendiamo dall’import. Circa il 95% della produzione è destinato all’industria agroalimentare, la quota rimanente è per le vendite al dettaglio. Le previsioni dell’andamento climatico allarmano i produttori, dato che il nocciolo è una pianta molto sensibile agli eventi climatici avversi, un fattore che rende la produzione piuttosto altalenante.

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Gli strumenti per affrontare i cambiamenti climatici

È quindi importante disporre di nuovi strumenti, sia tecnologici che gestionali, che mettano i coltivatori in grado di affrontare scenari diversi: ad esempio, il fabbisogno irriguo del nocciolo, l’adattamento a nuovi areali di produzione, la gestione delle patologie. Contenimento dei costi di gestione, miglioramento della qualità del prodotto, soluzione di problemi agronomici e fitosanitari sono alcuni dei fattori che possono compromettere la produttività del settore e che avrebbero bisogno delle figure professionali per la consulenza tecnica e gestionale. Il Master ha un massimo di 25 posti disponibili, il termine per la presentazione delle domande è il 25 marzo. Per consultare il bando con tutte le informazioni utili clicca qui.


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 .

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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. 

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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“.

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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.