La Cop26 si terrà nel Regno Unito; in Italia gli incontri preparatori

Dopo un lungo tira e molla, Italia e UK hanno raggiunto un accordo di collaborazione per l'organizzazione della Conferenza sul Clima delle Nazioni Unite del 2020.

La Cop26 rappresenterà un momento cruciale per riaggiornare gli Accordi di Parigi stipulati nel 2015

(Rinnovabili.it) – Italia e Regno Unito hanno raggiunto un accordo per coordinare l’organizzazione della Conferenza sul clima delle Nazioni Unite per il 2020: il summit principale della Cop26 si svolgerà in UK, mentre il Bel Paese ospiterà la pre-Cop con gl’incontri preparatori e un nuovo format dedicato ai giovani chiamato Youth Cop.

L’annuncio è arrivato dal Ministro dell’Ambiente, Sergio Costa, che ha spiegato i termini dell’accordo raggiunto con il Governo inglese in un video postato sulla sua pagina Facebook prima e in un comunicato stampa sul sito del Ministero dell’Ambiente ieri: “Per la Cop26 lavoreremo in partenariato con la Gran Bretagna per un’azione decisiva contro i cambiamenti climatici e per modificare il paradigma ambientale: solo così la lotta sarà efficace – scrive il Costa sul sito del minambiente – L’Italia organizzerà la pre-Cop e la Cop dei giovani, la ‘YouthCop’ che avrà il fondamentale compito di assicurare che la voce dei giovani di tutto il mondo sia rappresentata, aiuti a informare e a guidare nella preparazione della Cop e che sia effettivamente veicolata nel summit che si svolgerà in UK”.

Il Ministro dell’Ambiente ha sottolineato con particolare orgoglio la scelta far intervenire operativamente le giovani generazioni, salite alla ribalta nel confronto globale sul clima grazie soprattutto alla partecipazione delle manifestazioni lanciate da Greta Thunberg, i Fridays for future: “Alla Cop24 di Katowice, in Polonia, ho detto che l’Italia crede fortemente nei giovani per l’ambiente e chiede che questi giovani partecipino alle decisioni del mondo – spiega Costa nel video sulla sua pagina social – Abbiamo chiesto e ottenuto nel negoziato di fare una Youth Cop, una Cop dei giovani in Italia. I giovani verranno in Italia da tutto il mondo e per la prima volta nella storia della Conferenza abbiamo ottenuto che le loro decisioni e valutazioni facciano effettivamente parte delle decisioni finali”.

La sede britannica dove si terrà a fine 2020 il summit non è ancora stata ufficializzata, mentre la pre-Cop e la YouthCop dovrebbero avere luogo a Milano e Palermo, così come inizialmente proposto dal Governo italiano all’UNFCCC (United Nations Framework Convention on Climate Change).

“Questa corsa verso la Cop26, un avvenimento fondante per il futuro del Pianeta, non ha mai visto Italia e UK su fronti opposti ma al lavoro insieme per il bene del Pianeta – prosegue Costa – Questo partenariato è una bellissima notizia che ci inorgoglisce. La Gran Bretagna, come l’Italia, ha un’ambizione ambientale molto elevata e sono sicuro che lavoreremo molto bene insieme”.

Una collaborazione che, secondo i media britannici, avrebbe visto l’Italia partire svantaggiata a causa della posizione ambigua in materia di ambiente della Lega: “Molti Paesi europei sono stati cauti nel sostenere l’Italia in quanto l’alleato di minoranza del Governo di coalizione, la Lega Nord, si è mostrato fortemente scettico nei confronti della scienza climatica– sostiene in un servizio la BBC – C’erano anche alcune perplessità sull’effettiva capacità dell’Italia di ospitare un evento che attirerà decine di migliaia di negoziatori, imprese, attivisti e giornalisti”.

Il summit del 2020 dovrebbe essere uno degli eventi cruciali per quanto riguarda la lotta al cambiamento climatico: a settembre 2019, oltre 200 Paesi di tutto il mondo si riuniranno a New York sotto l’egida delle Nazioni Unite per decidere se modificare gli obiettivi di contenimento delle emissioni e di transizione energetica fissati per il 2030. La Cop26, quindi, dovrebbe divenire il momento concreto in cui discutere di quali misure adottare nell’immediato futuro.

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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“.