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Nanomateriali per migliorare la resa dei pannelli fotovoltaici

fotovoltaico Nanomateriali per migliorare la resa dei pannelli fotovoltaici

L'energia solare è piena di potenzialità, ma una limitazione evidente è che generare energia a sufficienza servono grandi spazi in cui installare i pannelli che raccoglieranno il calore del sole trasformandolo in elettricità. I pannelli solari convertono i fotoni in corrente elettrica per l'appunto, ma l'attuale generazione di pannelli costringe ad occupare una superficie eccessiva che spesso limita l'utilizzo di tali tecnologie.

L'Imbuto solare e l'uso di nanotubi

Utilizzando i nanomateriali, il professor Michael Strano docente del Mit e il suo team di ricercatori hanno escogitato un metodo per concentrare la luce 100 volte in più rispetto ai metodi tradizionali migliorando di gran lunga la resa. Questo potrebbe portare ad un nuovo tipo di pannello solare più piccolo e più potente. Il professor Strano ha spiegato così la tecnologia: "Il sistema funziona come un imbuto posto sotto la pioggia, esso raccoglie e concentra".

Se i fotoni - piccoli pacchetti di luce - sono confrontati con le goccioline di pioggia "l'imbuto in realtà non fa altro che concentrare questi fotoni in un piccolo spazio. Applicando lo stesso ragionamento ad un sistema fotovoltaico è possibile migliorare notevolmente le prestazioni."

Strano e il suo gruppo stanno operando con nanotubi di carbonio e nanofili, e sono alla continua ricerca dei migliori modi per realizzare "l'imbuto solare" in modo da incrementare sempre più la resa. La tecnologia è ancora in fase di sviluppo, ma il gruppo spera di essere in grado di migliorare i pannelli solari grazie all'utilizzo di queste strutture microscopiche per incrementarne l'efficienza entro breve tempo.

Geraldine Paulus, dottorando del Mit e attualmente nel team di ricerca spiega come la luce venga concentrata durante i test di laboratorio: "La luce del sole eccita i nanotubi che sono nello strato esterno della fibra, e a causa delle diverse proprietà che compongono i nanotubi in differenti strati, la luce viene incanalata verso il nucleo della fibra. Così facendo abbiamo ridotto spazialmente la superficie necessaria per la produzione di energia concentrando la luce in un determinato punto".

Il concetto di bandgap

Per "Bandgap" si intende la differenza tra il livello di energia di un elettrone in stato di riposo ed eccitato. Quando un fotone colpisce un elettrone, salta a uno stato di energia più elevato. La squadra di Strano sfrutta questo flusso di energia per creare l'effetto "imbuto" per prudurre energia.

La descrizione della tecnologia in un recente documento pubblicato su Nature Materials evidenzia la perdita di circa il 13 per cento di energia, ma il team spera di migliorare tale tecnologia fino ad arrivare a perdite pari all'1 per cento.

L'invenzione potrebbe diventare più efficiente grazie a nuovi nanotubi in grado di minimizzare la dispersione di energia. Questo tipo di tecnologia potrebbe cambiare l'approccio delle persone verso l'adozione di sistemi fotovoltaici consentendo loro di utilizzare dispositivi più piccoli per catturare la stessa quantità di energia, diminuendo l'invasività delle installazioni.

"Invece di avere l'intera copertura da ricoprire si può quindi iniziare a pensare di avere una matrice molto più piccola di dispositivi utilizzando un concentratore solare per compensare la minor superficie coperta. Quindi questo strumento può aiutare gli ingegneri a rendere più efficiente la tecnologia fotovoltaica", ha spiegato Strano.

Il team non è ancora arrivato a costruire un dispositivo fotovoltaico utilizzando il loro nuovo metodo, ma il professore auspica di introdurre agli attuali panelli un sottile strato di nanotubi sulla loro superficie in breve tempo. Dimostrando l'afficacia della tecnologia si avrà anche la possibilità di inizare a produrla in serie e commercializzarla.

Il prodotto finale sul mercato sarà differente dai pannelli lucidi e piatti che siamo abituati a vedere in cima al tetto o in centrali solari. La superficie sarà un po 'più ruvida. Sotto un microscopio, apparrirebbero strutture simili a piccole antenne. Al progetto sono coinvolti il National Science Foundation, MIT Sloan Fellowship, MIT-Dupont alliance and the Korea Research Foundation.

 

 

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ritratto di giobbe

Novità

Ho letto che sono in sperimentazione anche pannelli a infrarossi...
Speriamo bene
Saluti
Giobbe

 

 

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