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Seminare innovazione è la vera rivoluzione dell’agricoltura

Innovazione in agricoltura non è solo nuove tecnologie. È una diversa concezione che guarda all’economia circolare, al recupero delle antiche pratiche agricole, alla cura del territorio, al benessere degli animali, a ridurre le emissioni, a utilizzare le cover crops per migliorare la fertilità del suolo in modo naturale

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Credits: Confagricoltura

di Isabella Ceccarini

(Rinnovabili.it) – Confagricoltura ha assegnato i premi all’Innovazione. Cosa si intende oggi per innovazione in agricoltura? Il tema non riguarda solo le nuove tecnologie.

Si sta facendo strada una visione molto più ampia dell’innovazione che guarda all’economia circolare, al recupero delle antiche pratiche agricole, alla cura del territorio, al benessere degli animali, a ridurre le emissioni, a utilizzare le cover crops per migliorare la fertilità del suolo in modo naturale.

Innovazione: produrre di più sprecando di meno

In breve, potremmo dire che l’innovazione mira alla sostenibilità e alla conservazione della biodiversità, quindi guarda al bene del Pianeta.

È con questo spirito che Confagricoltura ha assegnato il Premio Innovazione. Un premio che arriva dopo due anni di pandemia che hanno messo a dura prova il sistema agroalimentare.

Quando si pensava a una vera ripresa è scoppiata la guerra tra Russia e Ucraina – che pone nuove sfide al mondo intero e non solo in agricoltura – mentre il cambiamento climatico continua a presentare il conto con un prolungato periodo di siccità.

L’agricoltura italiana finora ha dato prova di grande resilienza e il Premio Innovazione di Confagricoltura intende premiare la creatività degli imprenditori agricoli che sanno vedere il valore strategico dell’innovazione sia in termini di produzione che di salvaguardia ambientale.

Gli obiettivi da raggiungere sono tanti e urgenti, ma possiamo sintetizzarli in poche parole: produrre di più sprecando di meno.

Produzione agricola etica

La mission dell’agricoltura è produrre, ma qualcosa sta cambiando nella percezione dei consumatori, sempre più attenti alla qualità e alla sicurezza dei cibi, nonché alla responsabilità economica, sociale e ambientale dei produttori, ovvero alla loro sostenibilità. L’agricoltura va quindi verso una produzione etica, attenta all’ambiente.

«Ci troviamo al centro della quarta rivoluzione che accompagna l’agricoltura: prima quella genetica; poi la meccanizzazione del lavoro agricolo; quindi l’introduzione della chimica in agricoltura; oggi la tecnologia deve aiutarci ad aumentare la resa in modo sostenibile per accompagnare la crescita demografica e la conseguente maggiore necessità di cibo sano», ha affermato Massimiliano Giansanti, presidente di Confagricoltura.

Anche nella crisi, l’agricoltura non può chiudere e riaprire

Il Premio Innovazione dimostra che l’interesse nei suoi confronti è sempre vivo, nonostante il contesto difficile in cui ci troviamo. In finale sono arrivati 22 innovatori, 8 dei quali sono stati premiati.

Le chiavi principali dell’innovazione delle aziende è nella diversificazione, nel ricambio generazionale, nell’attenzione all’ambiente, nell’uso delle nuove tecnologie. Ma c’è anche un denominatore comune: credere che anche da una crisi di sistema si possa generare un’opportunità.

«Nel 2021, il Canada ha dovuto ridurre l’export del 60% a causa della siccità. Se un’industria può chiudere temporaneamente in un momento difficile e poi riaprire a fine crisi, in agricoltura e in zootecnia non è possibile: i terreni vanno lavorati, il bestiame va nutrito e abbeverato, non si può chiudere e ripartire da zero», ha spiegato il presidente della giuria Michele Pisante (Università di Teramo).

Con l’agricoltura di precisione si coltiva nel deserto

«L’innovazione apre orizzonti impensabili fino a qualche anno fa», ha detto il ministro delle Politiche Agricole Alimentare e Forestali, Stefano Patuanelli. «L’agricoltura di precisione consente di coltivare in condizioni estreme, perfino nel deserto. Possiamo pensare a una rivoluzione energetica che porti dalle fonti fossili a quelle rinnovabili, ma anche qui servono provvedimenti agili e veloci per sostenere le aziende.

La programmazione agricola segue i tempi della natura, non quelli della politica, e l’attuale costo dell’energia non permette utili alle aziende. Siamo consapevoli di questa fragilità del sistema: poniamo allora le basi di un nuovo sistema produttivo. L’innovazione sia il tassello su cui si basa l’alimentazione del futuro».

I premiati dimostrano che l’innovazione è possibile

Chi non innova resta fuori del mercato, dice Giansanti; proprio per questo è necessaria una formazione degli imprenditori come degli agricoltori, bisogna vincere le resistenze. E il premio di oggi dimostra che l’innovazione è possibile.

Vediamo quali sono le aziende premiate.

Sezione “Innovazione digitale”

La Canova di Gambara (BS) produce cereali e alleva bovini da carne. È stata premiata per l’innovazione nei sistemi di irrigazione e fertilizzazione.

Il Noceto è un’organizzazione di produttori tra le province di Venezia, Treviso e Udine. Il premio è per l’interconnessione dei processi di produzione e qualità.

Sezione “Economia circolare e sostenibilità”

Azienda cerealicola Parapini di Settala (MI), premiata per l’utilizzo della precision farming, del carbon farming, della minima lavorazione del terreno e delle cover crops.

Fattorie Menesello, antico allevamento avicolo in provincia di Padova, nel 2018 crea Natura Organica, startup innovativa che mette a punto un sistema di produzione di fertilizzanti totalmente a base organica.

Sezione “Novel Food”

BugsLife, startup innovativa che alleva insetti per la produzione di farine proteiche per il pet food, si affianca alla Società Agricola Iraci Borgia (PG), che produce biogas a partire da scarti agricoli.

Rondolino SCA è un’azienda leader nella produzione di riso. Ha introdotto un metodo innovativo e un impianto per la produzione di un prodotto alimentare pronto all’uso a base di gemma di riso.

Sezione “Turismo e territorio”

L’azienda La Cerreta di Castiglione del Lago (PG) alleva bovini da latte, ha un agriturismo e una fattoria didattica. Attua l’economia circolare con un ciclo completo del digestato. Ha integrato le attività con un percorso con 14 opere d’arte contemporanee.

L’attività principale di Al Rocol (BS) è la produzione vitivinicola. Sta sviluppando una piattaforma per mettere in rete imprese turistiche, culturali e agroalimentari del territorio per offrire pacchetti personalizzati.

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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. 

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“.

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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.