Da oggi stop ai veicoli diesel nel bacino padano

Le nuove limitazioni al traffico prevedono lo stop dei mezzi Euro 3 in Veneto, Lombardia e Piemonte e Euro 4 per l'Emilia Romagna

In Europa molte città allineate nella lotta ai veicoli diesel più inquinanti

(Rinnovabili.it) – A partire da oggi lunedì 1 ottobre entrano in vigore i nuovi limiti alla circolazione per i vecchi veicoli diesel in Veneto, Lombardia, Emilia-Romagna e Piemonte. Lo rendono noto gli Assessori regionali all’Ambiente delle suddette regioni, convinti che la salute dei cittadini e la tutela dell’ambiente siano una priorità delle Regioni del bacino padano per un’aria più pulita e che la qualità dell’aria vada oltre i confini amministrativi: “Quelle al via il primo ottobre – si legge nella nota diffusa – rappresentano già risultati avanzati di questo lavoro di area vasta che vogliamo portare a completo compimento”. Si tratta in realtà della seconda tranche di misure antismog concordate con il Ministero dell’Ambiente a livello di bacino padano, un territorio che da solo produce il 50% del Pil nazionale e nel quale vivono 23 milioni di persone; l’obiettivo al 2020 è rendere omogenee le norme e le misure applicate nel territorio.

Nel dettaglio, in questa fase l’accordo prevede la limitazione alla circolazione fino al 31 marzo 2019 dei mezzi Euro 3 in Veneto, Lombardia e Piemonte e Euro 4 per l’Emilia Romagna. Lo stop si applica in alcune fasce orarie dei giorni feriali nelle aree urbane dei comuni con popolazione superiore a 30.000 abitanti (ma dotate di un adeguato servizio di trasporto pubblico locale) e ricadenti in zone presso le quali risulta superato uno o più dei valori limite del PM10 o del biossido di azoto. Con l’obiettivo di estendere il blocco a tutti i veicoli diesel Euro 4 (anche se dotati di filtro antiparticolato) entro il 2020 e alle Euro 5 entro il 2025. Per i trasgressori sono previste multe fino a 658 euro.

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Nella lotta ai veicoli diesel molte città europee sembrano già allineate a voler sgomberare dalle strade le auto più inquinanti. Se a Bruxelles, grazie a una legislazione entrata pienamente in vigore lo scorso 1 settembre, chiunque sia trovato alla guida di diesel Euro 0 ed Euro 1 viene punito con una multa di 350 euro, a Barcellona, invece, nei giorni feriali è vietata la circolazione a qualsiasi auto che superi i 20 anni, anche qui nel tentativo di ridurre la congestione e migliorare la qualità dell’aria. In Germania a febbraio un tribunale tedesco ha stabilito che le città sono libere di vietare le auto più vecchie, disposizione confermata a maggio che ha conferito alle città la possibilità di poterlo fare immediatamente. Un tribunale di Lipsia, invece, ha disposto che città come Amburgo, Francoforte e Stoccarda possano vietare la circolazione a tutte le automobili non Euro 6; dei 15 milioni di diesel in circolazione sul territorio tedesco, solo 2,7 milioni sono Euro 6.

Così come indicato dall’Agenda 2030 dell’Onu, le misure assunte dalle regioni del bacino padano si inquadrano in un’azione di grande responsabilità verso un modello di sviluppo più sostenibile, nella quale è richiesta la partecipazione attiva dei cittadini: “Per riuscirci – dicono gli Assessori – è fondamentale la collaborazione dei cittadini: ciascuno, con i propri comportamenti quotidiani, può fornire un grande contributo per il futuro delle nostre comunità. Nessuno deve sentirsi escluso: la salute, la qualità della vita e dell’ambiente dipendono dalle scelte di ciascuno di noi”.

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“.