Le cittá sono la ricchezza delle nazioni

Un nuovo modo di vedere l’economia

Michael Currie e Jon Mapel

Posted by janejacobs su luglio 13, 2008

I giovanotti qui sopra sono Michael Currie e Jon Mapel e sono due geni. Uno dei principali problemi nell’utilizo dell’energia solare e’ il costo delle celle di silicone che convertono la luce del sole in elettricita’. Per tenere questi costi bassi, alcuni scienziati hanno iniziato a scoprire modi per ridurre le dimensioni dei pannelli solari rispetto all’ammontare di luce che possono raccogliere. Spesso, questo si fa usando rozzi pezzi di metallo che direzionano una serie di specchi che riflettono la luce del sole in piccole celle ad alto rendimento.

Pannelli solari di vecchia generazione

Tali dispositivi si chiamano solar trackers (inseguitori di sole), e pero’ sono piuttosto cari da installare e spesso causano il surriscaldamento delle celle riducendone l’efficienza o addirittura danneggiandole. Quindi, far funzionare questi inseguitori comporta l’aggiunta di costosi sistemi di raffreddamento.

Un’alternativa che Michael Currie si sta sperimentando e’ il concentratore solare di luminescenza (CSL). Invece di concentrare i raggi solare in una cella, come fa l’inseguitore di sole, il CSL prima li intrappola da ovunque essi arrivino e poi li trasporta alla cella con un’onda-guida senza bisogno di installare altre componenti meccaniche.

Molti ricercatori stanno lavorando sui CSL. Secondo la rivista Science il gruppo di ricerca guidato da Michael Currie e Jon Mapel del Massachussets Institute of Technology, ritengono di poter triplicare l’efficienza di questi dispositivi e di lanciarli presto sul mercato.

Un CSL e’ costruito utilizzando un pannello di plastica contenente particolari molecole spalmate attraverso uno speciale colorante luminescente. Il pannello e il colorante vengono modellati andando a costutuire in pratica una singola cella solare. Il colorante assorbe la luce del sole e poi la riemette. La luce riemessa e’ intrappolata all’interno del pannello di plastica attraverso un processo chiamato riflessione interna che fa si’ che la luce rimbalzi tra le superfici senza riuscire ad uscire, e quindi la guida verso la circonferenza di tutta la cella solare. (Le fibre ottiche funzionano in modo simile).

Pannello solare di nuova generazione

Anche questo approccio ha i suoi limiti. In particolare, la luce e’ riassorbita dal panello durante la fase di intrappolamento, e viene dispersa sottoforma di calore. Piu’ molecole di colorante ci sono, piu’ si disperde luce. D’altra parte, sono necessarie molte molecole di colorante per assorbere molta luce dal sole nella prima fase del processo.

Currie e Mapel pensano di aver trovato una soluzione a questo problema. Essi pensano di liberarsi della plastica e di usare invece del vetro con il colorante mischiato ad una sostanzza chiamata alluminio tris (8-idrossiquinolina). In questo modo i coloranti ed il vetro guidano la luce prevenendo che si disperda. Intanto, l’interazione fra le diverse molecole e quelle di alluminio tris permettono un fenomeno quantistico chiamato trasferimento energetico di Foerster che elimina le perdite di energia aassicurando che luce venga riemessa ad una frequenza che le molecole di colorante non possano riassorbire. Inoltre, Currie e Mapel usano un altro “trucco”: inseriscono un secondo strato di colorante e di vetro sul primo strato in modo tale che lo strato superioreintercetti i raggi ultravioletti ed il pannello inferiori catturi le onde di energia piu’ lungheche sono passate indistrurbate atraverso lo strato superiore. Il nuovo prototipo converte dieci volte piu’ luce solare in energia rispetto alla tradizionale cella solare.

Fonti: NJ Ekins-Daukes, Soft semiconductor group, Nanotechnology Now

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