Lo studio del NREL sulle potenzialità dell’ecodesign dei pannelli in perovskite
Con l’emersione dalla fase di test, finalmente si può cominciare a ragionare di ecodesign dei pannelli in perovskite. Facilitare il riciclo dei moduli fotovoltaici è infatti un imperativo delle imprese votate alla sostenibilità, che tuttavia si scontra con una realtà complessa. Infatti, questi oggetti ad oggi non sono realizzati per essere facilmente riciclati. Al National Renewable Energy Laboratory (NREL) del Dipartimento USA dell’Energia stanno però prendendo il proverbiale toro per le corna. Con uno studio pubblicato su Nature Materials, hanno analizzato l’importanza di progettare pannelli solari sostenibili.
E qui l’attenzione cade sulla perovskite. Questo materiale potrebbe infatti diventare cruciale per la decarbonizzazione globale, ma è fondamentale assicurarsi che produzione e il riciclo siano sostenibili. La comunità scientifica deve quindi priorizzare l’economia circolare e l’ecodesign dei pannelli in perovskite per rendere il fotovoltaico davvero ecologico.
La cosa è complicata oggi dal fatto che i pannelli solari in silicio, che dominano il mercato, non sono stati progettati per la circolarità. Invece, materiali “concorrenti” come il tellururo di cadmio (CdTe) hanno un programma di riciclo sin dall’inizio. La ragione è semplice: sono materie prime scarse. Anche la perovskite, trovandosi in una fase emergente, ha un’opportunità da non perdere: iniziare con il piede giusto, quello dell’economia circolare, può permettere a questo materiale di superare le sfide della sostenibilità.
Come progettare pannelli in perovskite riciclabili?
La domanda è stata presa in considerazione dal lavoro del NREL pubblicato su Nature. Un esempio di miglioramento è la riduzione del piombo nei pannelli di perovskite. Si può ottenere diluendolo con metalli come lo stagno. La strada è già stata percorsa ma ha finora ridotto l’efficienza e la durata degli oggetti. Anche i metalli preziosi come argento e oro, usati nelle celle di ricerca, dovrebbero essere sostituiti con alternative più economiche come alluminio, rame o nichel. Anche l’ossido di fluoro-stagno sarebbe un materiale più pratico per gli elettrodi anteriori della cella piuttosto che l’indio, più raro, utilizzato nell’ossido di indio-stagno.
Gli autori evidenziano diversi modi di pensare all’ecodesign dei pannelli di perovskite. La rigenerazione, ad esempio, entra in gioco quando un vecchio modulo viene smontato con l’obiettivo di utilizzarne alcune parti per realizzare un nuovo modulo. Il riciclo, invece, richiede la conversione dei materiali di scarto in materie prime che possono poi essere raffinate e riutilizzate.
Il NREL individua nel riciclo del vetro, che fornisce supporto strutturale ai moduli solari, un passaggio cruciale. Inoltre, man mano che l’elettricità diventa più pulita, anche la produzione dei pannelli solari migliorerà in termini di sostenibilità. In questo quadro, rafforzare la produzione locale dei pannelli può ridurre l’impatto ambientale legato al trasporto.
Infine, prolungare la durata dei moduli fotovoltaici riduce l’energia netta e le emissioni di carbonio, risultando più efficace rispetto alla sola progettazione circolare. Una maggiore durata significa che i pannelli non dovranno essere riciclati troppo spesso.