Un gruppo di fisici dell'Indian Institute of Technology Jodhpur ha impiagato nanotubi in ematite per realizzare fotocatodi economici ed efficienti
Le batterie fotoricaricabili possono eseguire simultaneamente la produzione e la raccolta dell’energia solare
(Rinnovabili.it) – Le batterie agli ioni di litio rappresentano attualmente la soluzione più diffusa per accumulare l’energia solare prodotta dai moduli fotovoltaici. Tuttavia combinare fisicamente queste due tecnologie richiede spazio. Prodotti diversi con grandezze e materiali differenti devono essere connessi fra loro con il rischio di aumentare le perdite energetiche e la certezza di dover affrontare una doppia spesa. È proprio per migliorare l’integrazione fra pannelli e accumulatori che nascono le batterie fotoricaricabili al litio. Si tratta di dispositivi a doppia funzionalità, in grado sia di raccogliere l’energia solare che immagazzinarla sotto forma di energia elettrochimica.
Sulla carta offrono una soluzione unica all’alimentazione di sistemi elettronici remoti e offgrid ma allo stato attuale devono ancora fare i conti con numerose carenze tecniche in termini di efficienza, durata e tensione operativa.
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Batterie solari agli ioni di litio, una nuova ricetta
Gli ultimi progressi in questo campo arrivano da due ricercatori dell’Advanced Energy Materials Lab, presso il Dipartimento di Fisica dell’Indian Institute of Technology Jodhpur (India). I fisici Shubham Chamola e Shahab Ahmad hanno sintetizzato un singolo materiale attivo multifunzionale per le loro batterie fotoricaricabili agli ioni di litio, impiegando materie prime abbondanti e una tecnica a basso costo.
Nel dettaglio hanno impiegato nanotubi altamente porosi per realizzare il fotocatodo della loro batteria solare. Questi elementi, spiega Shubham Chamola su Science X Dialog “sono fabbricati utilizzando ematite (ossido di ferro), carbonio C-61 (PCBM) e nanotubi di carbonio. L’ematite può assorbire la luce solare e produrre portatori di carica, mentre gli additivi conduttivi di PCBM e i nanotubi di carbonio forniscono un percorso adatto agli elettroni fotogenerati per raggiungere il collettore di corrente e avviare la carica”.
Bassa efficienza, grandi promesse
Il risultato? Per ora davvero contenuto ma promettente. La batteria solare ricaricabile esposta alla luce di un LED blu da 470 nm, ha raggiunto un’efficienza di fotoconversione e conservazione dell’1,988%. “Le batterie fotoricaricabili rappresentano una grande promessa per le soluzioni energetiche del futuro”, ha affermato il dott. Shahab Ahmad. “Tuttavia, questa tecnologia è ancora agli inizi e richiede un’ampia ricerca per lo sviluppo di materiali efficienti e una comprensione del meccanismo a livello atomico prima che possa competere con il sistemi fotovoltaici in silicio integrati con batterie agli ioni di litio”. La ricerca è stata pubblicata su Advanced Sustainable Systems (testo in inglese).
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