Carovana dei Ghiacciai 2022, continua il lento collasso dei ghiacciai italiani

La 3° edizione della campagna di Legambiente fotografa una situazione in rapido peggioramento. Il cambiamento climatico condanna tutti i ghiacciai alpini salvo il Montasio, stabile dal 2005

Alla Marmolada restano 15 anni di vita, sostiene la Carovana dei Ghiacciai 2022

(Rinnovabili.it) – Quest’anno l’estate caldissima anche sopra i 3000 metri ha mutilato la Marmolada, ma l’intero ghiacciaio potrebbe scomparire nel giro di 15 anni. Molti altri ghiacciai italiani vanno nella stessa direzione. Il Miage, sul massiccio del Monte Bianco, in 14 anni ha perso 100 miliardi di litri d’acqua. Mentre il ghiacciaio dei Forni in Lombardia è arretrato di 40 metri, e in 10 anni di 400. È il bilancio della Carovana dei Ghiacciai 2022, la campagna di Legambiente con il supporto del Comitato Glaciologico Italiano.

“I ghiacciai dell’intero arco alpino sono a rischio, in piena emorragia, negli ultimi trent’anni sempre più minacciati dagli effetti della crisi climatica”, sintetizza Legambiente. Un quadro segnato da “perdita di superficie e spessore, che li porta alla disgregazione in corpi glaciali più piccoli e a trovare rifugio in alta quota”. A questa conclusione è arrivata la 3° edizione della Carovana dei Ghiacciai 2022, che dal 17 agosto al 3 settembre ha analizzato sul campo lo stato di salute di 10 ghiacciai italiani.

Il bilancio della Carovana dei Ghiacciai 2022

Dopo il distacco del 3 luglio, la Marmolada ha continuato la sua inesorabile perdita di acqua di fusione. Legambiente ha calcolato che il suo ritiro ha mostrato una progressiva accelerazione, tanto che negli ultimi quarant’anni la sola fronte centrale è arretrata di più di 600 metri provocandone una risalta in quota di circa 250 metri: “Una riduzione nell’ultimo secolo di più del 70% in superficie e di oltre il 90% in volume che ne determinano una grandezza di circa un decimo rispetto a cento anni fa”.

Sul Monte Rosa, i ghiacionevati di Flua sono scomparsi quasi del tutto mentre il ghiacciaio di Indren, in due anni, ha registrato un arretramento frontale di 64 metri, di cui circa 2/3 (40 metri) solo nel 2022. Ancora in Val d’Aosta, la Carovana ha esaminato lo stato di salute del Pré de Bar. Qui dal 1990 ad oggi sono andati persi mediamente 18 metri di superficie l’anno.

Per quanto riguarda il Miage, sebbene la sua superficie del ghiacciaio risulti ancora di 13 km2 come alcune decine di anni fa, Legambiente segnala che “è evidente la situazione di collasso che sta vivendo con un abbassamento generalizzato su tutta la lingua di un valore medio di almeno 20 metri e punte di 50 metri”.

In controtendenza il ghiacciaio Occidentale del Montasio. Dagli anni ’20 ad oggi ha una perdita di volume del 75% circa e una riduzione di spessore pari a 40 metri. Ma dal 2005 si è stabilizzato, unico tra gli altri ghiacciai alpini. E il caldo estremo dell’estate 2022 non ha scalfito questa tendenza.

“La terza edizione di Carovana dei Ghiacciai è tornata a misurare gli effetti della crisi climatica, ormai nel pieno del suo corso, di cui i ghiacciai sono la sentinella principale”, commenta Giorgio Zampetti, direttore nazionale Legambiente. “I dati raccolti richiedono in maniera inequivocabile un cambio di rotta immediato. Il Paese smetta di inseguire l’emergenza. Occorre accelerare piuttosto nelle politiche di mitigazione, riducendo drasticamente l’utilizzo di fonti fossili, e attuare un concreto piano di adattamento al cambiamento climatico”. 

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“.