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Il futuro delle batterie solari multifunzionali è luminoso!
Fotovoltaico ed accumulo costituiscono oggi un connubio indissolubile della transizione energetica e poterli vedere come una cosa sola rappresenta una visione davvero rivoluzionaria. È quello che teoricamente avviene nelle batterie solari, sistemi elettrochimici capaci di immagazzinare direttamente l’energia del sole.
Si tratta di dispositivi che nella loro forma più semplice sono costituiti da tre stati distinti:
- il fotoanodo che permette di assorbire i fotoni e accumulare gli elettroni generati;
- lo strato di trasporto delle lacune, che funziona anche da separatore interno tra i due elettrodi;
- il catodo che “raccoglie” le lacune e funziona in sola direzione per evitare l’autoscarica.
Gli ultimi sviluppi di questo ambito della ricerca ci giungono da uno studio congiunto dell’Università di Cordoba, in Spagna, e il Max Planck Institute for Solid State Research, in Germania. Il team di ricerca ha compiuto notevoli progressi nella progettazione di batterie solari grazie all’impiego di un nuovo materiale per l’anodo. Si tratta di un composto del nitruro di carbonio 2D, materiale abbondante, non tossico e facilmente sintetizzabile.
I ricercatori hanno dovuto prima trovare un modo per depositare un sottile strato di quel materiale [poli (eptazina immide) di potassio nitruro di carbonio 2D], creando una struttura stabile sulla quale fabbricare un dispositivo fotovoltaico. La struttura del dispositivo è costituita da “un vetro ad alta trasparenza, che ha un rivestimento conduttivo trasparente, e una serie di strati di materiali semitrasparenti (con diverse funzionalità), e un altro vetro conduttivo che chiude il circuito“.
Si tratta sostanzialmente di una sorta di sandwich costituito da vari strati. Gli spessori sono stati specificamente studiati per massimizzare sia il livello di assorbimento che di immagazzinamento della luce. Nello specifico il sistema proposto è in grado di assorbire la luce su entrambi i lati dal momento che è semitrasparente. La nuova batteria solare si caratterizzerebbe per una grande versatilità. Permetterebbe, infatti, sia di ottenere una grande corrente una tantum, come quella necessaria per il flash fotografico, sia una corrente più piccola, che potrebbe essere sostenuta nel tempo, come quella necessaria ad un cellulare.
Leggi lo studio integrale An integrated solar battery based on a charge storing 2D carbon nitride
Per approfondire: Batteries go solar. An integrated solar battery based on a charge storing 2D carbon nitride
Foto di copertina: Una batteria solare multifunzionale @ e-conversion / Vera Hiendl
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