NextMe

Pannelli solari: il biossido di titanio per renderli più efficienti

Creato Venerdì, 07 Gennaio 2011 11:40 Scritto da Pasquale Veltri

Le stime sul fabbisogno di energia a livello mondiale dicono molto sulla necessità di triplicare la produzione nei prossimi quarant’anni. Quando si parla di stime di fabbisogno energetico ci si riferisce solitamente alla domanda di energia in generale e non solo di quella elettrica; le stime, proprio in quanto tali, non sono mai precise al millimetro ma risultano indispensabili per indicare una tendenza e capire in quale direzione stiamo andando.

Un esempio in tema di importanza strategica di ricerca e innovazione nel campo del’energia elettrica e nel caso specifico nel campo del fotovoltaico, è la collaborazione messa in piedi nell’Università Statale del Michigan (MSU) e finanziata con quasi due milioni di dollari dalla ‘National Science Fundation’. Si tratta di un progetto della durata di tre anni, che prevede il coinvolgimento di specialisti di vari settori, dall’ingegneria alla matematica alla farmacologia, con l’obbiettivo di trovare nuove soluzioni che possano rendere più efficienti ed economici i pannelli solari.

Il rendimento degli impianti è uno dei problemi più difficili da superare. Il sole in quanto fonte di energia, è inesauribile e facilmente disponibile, ma il problema è rendere la trasformazione dell’energia solare in energia elettrica conveniente e poco costosa. “Per avere successo, l’energia rinnovabile deve arrivare al punto di essere economicamente competitiva con le attuali tecnologie”, ha detto il professor James McCusker, leader del progetto. Tuttavia, ha aggiunto CcCusker, “per sviluppare la tecnologia di domani abbiamo prima bisogno di risolvere i problemi della scienza”.

Il rendimento delle celle dipende da molti fattori: dall’intensità dei raggi del sole, dall’angolazione degli stessi e dalla temperatura dei moduli che è inversamente proporzionale al rendimento (più alta è la temperatura dei componenti più in rendimento diminuisce). Ma il rendimento varia anche a seconda dei materiali con cui le singole celle sono costruite; i rendimenti medi sono intorno all’8 per cento nelle celle a silicio amorfo, al 15 per cento nelle celle a silicio policristallino e al 16 per cento nelle celle a silicio monocristallino.

Esistono pannelli con rendimento molto più alto, intorno al 40 per cento, ma sono particolarmente costosi e vengono utilizzati quasi esclusivamente nell’industria satellitare e spaziale. Inoltre, si aggiunge al problema del costo anche quello relativo allo smaltimento.

La soluzione alla quale stanno lavorando i ricercatori del Michigan prevede l’utilizzo del biossido di titanio al posto del silicio. Il biossido di titanio è una polvere cristallina utilizzata in molteplici applicazioni. Presenta un alto indice di rifrazione, riflette le radiazioni infrarosse e viene impiegato soprattutto nella fabbricazione di vernici.

In quantità piccolissime, è presente nella composizione di alcune creme solari perché in grado di filtrare la luce. Grazie alle sue caratteristiche, conosciute da diversi anni, il biossido di titanio è ritenuto scientificamente molto interessante anche da parte del team di McCusker, il quale ha indirizzato gli esperimenti verso lo studio della tecnologia delle nanoparticelle per la ricerca sulla conduzione degli elettroni.

Pasquale Veltri