Carbon dot, il nuovo e performante look delle celle solari

I carbon dot sono nanoparticelle ottenute dalla combustione di capelli umani: applicati alle celle fotovoltaiche ne riescono ad aumentare l'efficienza e la stabilità.

Enrica Vigliano
Enrica Vigliano
Enrica Vigliano, romana per adozione. Lavora nel mondo dell’arte e della comunicazione di eventi, dopo gli studi di Archeologia e di Business dei beni culturali. Adora parimenti la matematica e la grammatica, avendo una predilezione per le parole crociate e per la vita all’aperto.
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Carbon dot e celle fotovoltaiche segnano un nuovo traguardo di efficienza nel mondo del solare. Nanoparticelle ricavate da capelli umani potrebbero dare inizio a una nuova era di sfruttamento dell’energia solare, da una fonte di scarto abbondante, come quella pilifera.

Della serie, non si butta via niente: un gruppo internazionale di ricercatori della Queensland University of Technology, insieme al team dell’ITMO University, ha proposto un metodo innovativo per migliorare le prestazioni dei pannelli solari, rendendoli sempre più competitivi e performanti.

I carbon dot, infatti, sono in grado di creare un’armatura che migliora la resa della tecnologia solare.

Il connubio tra carbon dot e celle di perovskite

Le celle di perovskite, attualmente le migliori candidate alla produzione di massa dei pannelli fotovoltaici, promettono di abbattere i costi di produzione dei moduli, nella corsa verso la sostituzione delle energie provenienti dalla combustione di idrocarburi con quelle rinnovabili.

A differenza di quelle in silicio, le celle di perovskite costano di meno e si prestano meglio a una produzione di massa. Create da un composto facilmente riproducibile ed estremamente flessibili, questa tipologia di celle solari apre la strada verso applicazioni prima impensabili, come vestiti e tessuti alimentati a energia solare per produrre calore o per generare corrente elettrica.

Spaccare in quattro un capello non è una perdita di tempo

Un barbiere di Brisbane, in Australia, ha fornito la materia prima ai ricercatori, donando gli scarti delle tonsure, da cui sono stati ricavati, tramite un processo di combustione a 240°C, delle nanoparticelle, conosciute anche con il nome di nanodot, di carbonio.

L’idea iniziale era quella di creare dei display flessibili per smartphone e altri device tecnologici. Ma estendendo lo studio alle celle solari di perovskite, la ricerca ha portato a nuovi, speranzosi, risultati.

Celle corazzate contro gli agenti atmosferici

Come nelle migliori ricette in cui l’ingrediente segreto migliora la qualità della portata, aggiungendo i carbon dot al composto delle celle, il team ha scoperto che i cristalli di perovskite si disponevano secondo uno schema preciso, ingabbiato in una sorta di armatura uniforme.

Così facendo, si ottiene uno strato protettivo in grado di difendere la cella dall’umidità e da altri fattori responsabili di danni materiali. Le celle “armate” rendono quindi meglio, sono più stabili e aumentano la capacità di conversione dell’energia solare in corrente elettrica.

In più, allineando e incanalando il flusso di elettroni generato dall’effetto fotovoltaico, l’intensità di corrente elettrica è più stabile e maggiormente usufruibile.

Leggi anche: Dimenticate il carica batterie, ecco i pannelli fotovoltaici flessibili

Verso l’infinito e oltre

La Professoressa Hongxia Wang, a capo della ricerca sui carbon dot, ha dato avvio a una serie di studi per testare le celle di perovskite in ambienti estremi, ad esempio in presenza di forti variazioni di temperatura, in modo da risolvere le problematiche energetiche che sempre più prepotentemente affliggono la terra.

Ecco come, allora, le celle in perovskite, arricchite di carbon dot, potrebbero presto sostituire i pannelli fotovoltaici impiegati nelle missioni spaziali, garantendo un peso minore degli attuali moduli solari installati su stazioni orbitanti, navicelle spaziali e satelliti.

Un settore in continua evoluzione

Carbon dot - luce

I carbon dot si inseriscono nella famiglia di nuova sperimentazione dei nanomateriali come il grafene, il nano-diamante e i fullereni. Le loro potenzialità, ancora da scoprire, si applicano alle discipline più svariate, dalla bioinformatica alla biologia computazionale, dall’agricoltura alla genetica, dalla biochimica alla biologia molecolare, attraversando trasversalmente i settori dell’industria, della medicina e delle tecnologie per le fonti rinnovabili, come il solare.

Grazie al ridotto impatto ambientale con cui vengono fabbricati, poco tossici e convenienti dal punto di vista economico, i carbon dot si affiancano a una serie di scoperte e di ricerche che permetteranno, in futuro, di sfruttare al massimo l’energia solare, ridisegnando l’odierno concetto di elettricità.

Pannelli solari trasparenti e display autoricaricanti

I carbon dot potrebbero essere impiegati per la realizzazione di display conducenti, così da abbandonare il concetto di ricarica dei device portatili. Allo stesso modo rivoluzionerebbero il comparto dei pannelli solari trasparenti, che si avvalgono già dei cosiddetti quantum dot, in sostituzione dei vetri delle finestre.

L’integrazione tra celle solari e organiche, come nel caso dei carbon dot che derivano dai capelli umani, lavora incessantemente per ottenere risultati sempre più incoraggianti.

E dopo il peperoncino, il magnesio e il seleniuro di antimonio, i carbon dot posano un’altra, minuscola ma importantissima pietra verso un futuro più luminoso, ecologico e sostenibile

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Enrica Vigliano
Enrica Vigliano
Enrica Vigliano, romana per adozione. Lavora nel mondo dell’arte e della comunicazione di eventi, dopo gli studi di Archeologia e di Business dei beni culturali. Adora parimenti la matematica e la grammatica, avendo una predilezione per le parole crociate e per la vita all’aperto.
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