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Elettricità dalle finestre grazie al primo modulo FV in grafene, made in Italy

Il nuovo materiale che compone questi moduli fotovoltaici si basa sulla tecnologia dye-sensitized solar cell, già usata su pannelli 'tradizionali'. La novità introdotta dai ricercatori italiani è stata di sostituire il platino usato nei moduli con il grafene. Una soluzione che abbatte il costo di ben 10mila volte.

Produrre energia elettrica dalle finestre e da altre superfici esposte alla luce solare è possibile grazie ai pannelli solari al grafene, trasparenti e a basso costo, nati in Italia dalla collaborazione dell'Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) e l'Università di Tor Vergata.

Il team di ricerca ha infatti realizzato il primo pannello fotovoltaico al grafene di grandi dimensioni e ha poi pubblicato sulla rivista internazionale Nanoscale uno studio che illustra i risultati della ricerca, che apre la strada a una nuova generazione di pannelli solari semitrasparenti e low cost (vedi link in basso).

Questo modulo solare al grafene misura circa 50 centimetri quadrati ed è, come detto, il più grande mai realizzato con questo nuovo materiale, basato sulla tecnologia dye-sensitized solar cell (DSSC). In questo studio il platino, normalmente presente in questa tipologia di moduli fotovoltaici, è stato interamente sostituito dal grafene, con un abbattimento del costo di circa diecimila volte. Inoltre il grafene, in forma di inchiostro, è stato applicato al pannello mediante deposizione spray, metodologia facilmente scalabile anche a livello industriale.

“La sostituzione del platino è anche necessaria per la stabilità del pannello - ha aggiunto Aldo DI Carlo, del Polo Solare Organico Regione Lazio (CHOSE) dell’Università degli Studi di Roma Tor Vergata - “a lungo andare il platino può corrodersi e indurre una decomposizione dell’elettrolita, problemi che vengono risolti con l’utilizzo del grafene”.

Inoltre, pur riducendo i costi, il pannello mantiene rese energetiche confrontabili con la tecnologia tradizionale, basata come detto sul platino. Con qualche ulteriore modifica si potrebbe aumentare notevolmente la resa energetica pur mantenendo i costi molto ridotti. Nel prototipo sviluppato, infatti, l’elettrolita usato (iodo- ioduro) è quello ideale per il platino ma non per il grafene. Con la sostituzione di un elettrolita adeguato le performance energetiche migliorerebbero drasticamente.

Questa tecnologia può quindi essere implementata ulteriormente: “stiamo sviluppando un modulo fotovoltaico costruito ad hoc per il grafene che sarà semitrasparente e più economico dei pannelli fotovoltaici attualmente in commercio", ha spiegato Francesco Bonaccorso, ricercatore IIT responsabile dello studio. Inoltre, secondo l'IIT le tecniche di produzione dei pannelli al grafene si potrebbero già facilmente implementare industrialmente senza modificare sostanzialmente le linee produttive: "la forza del nostro lavoro - argomenta Bonaccorso - è la facilità di scalabilità a livello industriale e la semplicità con cui il grafene in forma di inchiostro può inserirsi in contesti industriali già esistenti, senza significativi investimenti in macchine o infrastrutture”.

Dei risultati di questo studio e delle varie modalità di utilizzo del grafene si parlerà anche durante l'edizione 2016 di Technology Hub, l’evento professionale delle tecnologie innovative per il tuo futuro, in programma a fieramilanocity dal 7 al 9 giugno prossimi.

  • Simone Casaluci, Mauro Gemmi, Vittorio Pellegrini, Aldo Di Carloa, Francesco Bonaccorso. Graphene-based large area dye-sensitized solar cell modules. Nanoscale, 2016,8, 5368-5378. DOI: 10.1039/C5NR07971C