Rifiuti, Musumeci: «I termoutilizzatori unica strada per trasformarli in risorsa»

Sono sette le manifestazioni di interesse arrivate al 31 dicembre per la realizzazione di due termoutilizzatori, uno per l'area occidentale e uno per quella orientale della Sicilia, così come previsto dal Piano regionale dei rifiuti.

In Sicilia ci sono 511 discariche dismesse

«Siamo sulla buona strada per liberare la Sicilia dalla schiavitù delle discariche, una situazione che è resa ancora più pesante per la contiguità con ambienti spesso mafiosi e spregiudicati». Lo ha detto il presidente della Regione Siciliana, Nello Musumeci nel corso della conferenza stampa di oggi a Palazzo Orléans sulla gestione dei rifiuti. «In Sicilia ci sono 511 discariche dismesse, nonostante il significativo aumento della raccolta differenziata portiamo ancora troppa spazzatura negli impianti di smaltimento esistenti. Per questo abbiamo bisogno di trasformare i rifiuti in risorsa con i termoutilizzatori».

Sono sette le manifestazioni di interesse arrivate al 31 dicembre per la realizzazione di due termoutilizzatori, uno per l’area occidentale e uno per quella orientale della Sicilia, così come previsto dal Piano regionale dei rifiuti. Tre proposte hanno indicato un sito nella parte occidentale dell’isola e quattro in quella orientale. Secondo le stime, il costo di un singolo impianto può arrivare fino a 570 milioni di euro, in base alle caratteristiche previste dal progetto di fattibilità, con una capacità di trattamento fino a 450 mila tonnellate all’anno. Le sette proposte sono allo studio del Nucleo tecnico di valutazione, composto da otto dirigenti generali di altrettanti dipartimenti regionali competenti in materia, che si esprimerà entro i prossimi 15 giorni per le valutazioni di competenza. Il progetto di fattibilità approvato sarà quindi posto a base di una gara per l’affidamento della concessione, alla quale verrà invitato il proponente, e che dovrebbe richiedere circa sei mesi. I tempi di realizzazione di un impianto sono in media di tre anni, si va da un minimo di 6 a un massimo di 57 mesi.

«Il risultato di 30 anni di politica dei rifiuti – ha aggiunto Musumeci – ci ha portato a un punto di non ritorno, ecco perché adesso bisogna correre. Raggiungere l’obiettivo della realizzazione dei due termoutilizzatori sarebbe un risultato storico, ma la nostra prima preoccupazione è vigilare sulla correttezza della procedura, cercando di essere quanto più celeri possibile. Non ci deve essere spazio per intrusioni criminali».

 All’inizio della legislatura la raccolta differenziata era ferma al 19 per cento, oggi supera il 47 per cento grazie anche all’impegno dei Comuni. I più virtuosi, infatti, superano il 70 per cento, sebbene il tasso di differenziata si riduca drasticamente nelle tre città metropolitane. A oggi, secondo gli ultimi dati ancora in attesa di certificazione, Catania è passata dal 22 al 40 per cento, Messina sfiora il 50 per cento, mentre Palermo si attesta al 18 per cento. 

Numeri che l’assessore regionale dell’Energia e dei servizi di pubblica utilità, Daniela Baglieri, giudica con grande positività: «Il governo Musumeci ha una idea chiara sulla gestione dei rifiuti. Il modello della discarica è obsoleto, dobbiamo avviare una transizione verso un modello di economia circolare. Abbiamo investito più di 350 milioni per gli impianti di compostaggio e le best practices che stiamo seguendo puntano a creare un sistema moderno di gestione dei rifiuti, che consente la riduzione delle tariffe e un vantaggio per i cittadini».

«I termoutilizzatori sono l’ultimo tassello di una politica portata avanti nella direzione del recupero e riciclo dei rifiuti – ha detto il direttore generale del Dipartimento regionale Acqua e rifiuti, Calogero Foti – oggi le discariche sono quasi tutte sature, l’alternativa non può che essere la trasformazione dell’indifferenziato in recupero di materia o di energia, che costituisce un’utilità per i cittadini e un risparmio per l’amministrazione rispetto ai costi di trattamento dei rifiuti, di conferimento in discarica e di eventuale bonifica delle stesse. Infatti nel Pnrr abbiamo inserito 60 milioni per bonificare le discariche dismesse. Somme che sarebbero state risparmiate se negli anni precedenti si fosse perseguita una politica diversa da quella delle discariche».

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“.