Corte Ue inserisce il BPA tra le sostanze estremamente preoccupanti

La Corte di Giustizia europea ha confermato l'iscrizione del bisfenolo A, una delle molecole più utilizzate per realizzare prodotti plastici, tra le sostanze pericolose per la salute umana.

Le plastiche realizzate con BPA sono utilizzate per packaging alimentari, giochi per i bambini, prodotti in PVC, dispositivi medici e molto altro

(Rinnovabili.it) – La Corte di Giustizia Europea ha confermato l’inclusione del bisfenolo A, meglio conosciuto come BPA, tra le sostanze estremamente preoccupanti a causa delle sue proprietà come sostanza tossica per il sistema riproduttivo umano. Il BPA è una molecola largamente utilizzata nella sintetizzazione di una svariata gamma di plastiche: si trova all’interno dei rivestimenti di lattine e bottiglie, in un gran numero di contenitori e pacchetti alimentari, nei giochi per i bambini, ma anche in materiali da costruzione, dispositivi medici, ottici e odontoiatrici, e in quasi tutti i prodotti in policarbonato.

Dubbi sull’utilizzo del bisfenolo A e sui rischi per la salute umana sono rintracciabili fin dai primi anni ’30 dello scorso secolo. Nel 2008, a seguito dell’allarme lanciato da diversi studi che ipotizzavano una connessione tra l’esposizione ai BPA e l’insorgere di malattie del sistema riproduttivo maschile nei feti, l’Autorità europea per la sicurezza alimentare (ECHA) ha avviato una revisione delle autorizzazioni all’uso del BPA senza però incorrere in documentazione scientifica sufficiente da determinare rischi per la salute umana. L’ECHA ha ribadito la stessa posizione anche nelle revisioni del 2009, 2010, 2011 e 2015. Nel 2010, però, l’Ue metteva al bando i biberon contenenti bisfenolo A (divieto entrato in vigore solo l’anno successivo).

Il punto di svolta arriva a inizio gennaio 2017, quando l’ECHA inserisce il BPA tra le sostanze in lizza per l’eventuale inclusione nell’elenco delle sostanze soggette ad autorizzazione di cui all’articolo 59, paragrafo 1, del regolamento REACH che raccoglie le sostanze “estremamente preoccupanti per la salute umana”.

La sentenza della Corte di giustizia europea conferma l’iscrizione senza eccezioni del bifenolo A tra le sostanze pericolose per la salute umana. Lo stesso tribunale dovrà pronunciarsi entro il 20 settembre sull’eventuale funzione di distruttore endocrino del BPA.

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Secondo lo European Environment Bureau (EEB) è molto probabile che l’Unione europea giunga a un bando totale del bifenolo A. L’associazione non governativa, tuttavia, spinge per un divieto più ampio, che includa anche il bisfenolo S, una molecola con caratteristiche simili al BPA e ritenuto altrettanto pericoloso che potrebbe sostituire il bisfenolo A nella produzione di plastiche e policarbonati.

“I giorni del BPA sono finalmente contati – ha commentato Tatiana Santos, portavoce di EEB – Secondo la legge UE, dovrebbe essere gradualmente eliminato. La Commissione europea dovrebbe farne una sua priorità. Purtroppo però, sia che si tratti di BPA o di qualsiasi altra sostanza pericolosa ammesse sul mercato dall’UE, le autorità sono troppo lente per impedire all’industria chimica di vendere le sostanze pressocché identiche non appena vengono limitate quelle pericolose. Non abbiamo dubbi che l’industria lo farà anche questa volta. Il settore ha perso la sua bussola morale quando ha scelto di spendere milioni combattendo la scienza sul BPA per mantenere alte le vendite. L’industria deve essere riformata, così come necessita di riforma l’applicazione delle leggi Ue sulle sostanze chimiche”.

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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. 

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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“.