Rinnovabili • foresta pluviale

Bacino del Congo: la foresta pluviale distrutta da migliaia di nuove strade

Una ricerca satellitare della James Cook University ha fotografato il continuo crescere delle vie di comunicazioni nel centro Africa, aumentate di 87 mila km in 15 anni.

foresta pluvialeLe vie di comunicazione aperte nella foresta pluviale dalle grandi compagnie di legname lasciano campo aperto a bracconaggio e agricoltura intensiva

 

(Rinnovabili.it) – La deforestazione nel Bacino del Congo cresce a ritmo esponenziale anche grazie alla continua costruzione di strade e vie di trasporto all’interno della foresta pluviale: il collegamento tra i due fenomeni è illustrato in una ricerca condotta dalla James Cook University, in Australia, pubblicata sulla rivista scientifica Nature Sustainability.

 

Secondo gli studiosi australiani, la percentuale di territorio disboscato per costruire nuove vie di comunicazione nel Bacino del Congo è quadruplicata rispetto ai primi anni 2000. Utilizzando immagini satellitari e rilevazioni in loco, i ricercatori hanno stimato che la lunghezza complessiva delle strade aperte nelle foresti pluviali africane sia passata dai 144 mila chilometri del 2003 agli attuali 231 mila chilometri, con un aumento di 87 mila chilometri.

 

“La situazione nel Bacino del Congo è delle più preoccupanti: le nuove strade aprono un vaso di Pandora di attività illecite come deforestazione illegale, miniere abusive, bracconaggio e speculazione – ha commentato il professor Bill Laurence, coautore della ricerca – Il disboscamento industriale è la chiave economica per la costruzione di gran parte delle strade: molte nuove vie vengono abbandonate, ma altre sono utilizzate da agricoltori che tagliano e bruciano i terreni (per renderli coltivabili, ndr) e bracconieri per penetrare all’interno delle foreste pluviali sopravvissute”.

 

Un fenomeno che ha portato all’abbattimento della popolazione di alcuni dei più grandi mammiferi della regione come gli elefanti (il cui numero è calato di 2/3 negli ultimi 10 anni), gorilla e scimpanzé.

 

La Repubblica democratica del Congo è lo Stato che più soffre la deforestazione legata alla costruzione di nuove strade con un tasso di incidenza 2-3 volta maggiore rispetto agli altri Stati della Regione. Un primato che si spiega con l’estensione della RDC, il più grande Stato centroafricano, ma anche con i progetti industriale dell’ex Zaire, che nel 2018 ha destinato 650 mila ettari di foresta vergine a imprese di legname cinesi.

 

Il commercio di legname è una delle principali fonti commerciali della regione, di qui la difficoltà a contenere il fenomeno del disboscamento; la ricerca tuttavia suggerisce una possibile gestione intelligente delle aree forestali esauste: secondo quanto osservato dagli studiosi, le zone disboscate abbandonate riescono rapidamente a rigenerarsi. Se le compagnie di legname, una volta esaurite le proprie attività commerciali, distruggessero ponti e strade costruite per raggiungere tali regioni, renderebbero più difficile la penetrazione di bracconieri, imprenditori agricoli e minerari illegali contrastando la definitiva deforestazione delle aree.

 

A fine aprile, il Global Forest Watch ha pubblicato il report sulla deforestazione nella aree tropicali nel 2018: in appena un anno sono andati persi 12 milioni di ettari di foreste, un’area pari alla Gran Bretagna. Di questi, 3,6 milioni di ettari erano foreste tropicali originarie ovvero quelle più antiche e con la maggiore capacità di assorbire CO2. Il report segnalava come proprio l’emergere di alcuni Stati del centro Africa innalzi la media mondiale di deforestazione in aree tropicali: se nel 2002, Brasile e Indonesia rappresentavano il 71% delle foreste tropicali abbattute, nel 2018 la loro quota si attesta al 46%, mentre cresce il contributo di Paesi come Ghana e Costa d’Avorio.

 

>>Leggi anche Importazioni alimentari europee responsabili della deforestazione in Paesi tropicali<<

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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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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.