Un polimero coniugato nel cuore delle nuove finestre luminescenti
(Rinnovabili.it) – Finestre luminescenti che siano in grado di raccogliere parte dei raggi solari esterni ma anche la luce artificiale degli interni per produrre energia pulita. Questo l’obiettivo su cui sta lavorando un gruppo di ricercatori della texana Rice University. Un obiettivo, in realtà, quasi raggiunto dal momento che i primi moduli concentratori solari luminescenti del team sono già realtà.
Di per sé la tecnologia dei concentratori solari luminescenti, o LCS per usare l’acronimo inglese, non è una novità. Si tratta di lastre di materiale trasparente dotate di coloranti fluorescenti in grado di assorbire una quota della radiazione ricevuta dal sole e di emetterne una parte all’interno del panello stesso. Una soluzione che ha alle spalle anni di studi, prototipi ed esperimenti.
Cosa cambia nello studio della Rice University e cosa lo rende diverso da molti dei lavori finora svolti? Essenzialmente un solo ingrediente. Guidati dagli ingegneri Rafael Verduzco e Yilin Li (primo autore), gli scienziati hanno aggiunto alle loro finestre luminescenti un polimero coniugato chiamato “PNV”. I polimeri coniugati sono composti chimici che possono essere sintonizzati al fine di ottenere specifiche proprietà chimiche o fisiche.
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Nel dettaglio il PNV è in grado di assorbire la luce in una lunghezza d’onda specifica e guidarla verso i bordi delle due lastre acriliche trasparenti all’interno di cui è racchiuso. Qui delle piccole celle solari utilizzano questa luce per generare elettricità. Il composto polimerico del laboratorio Rice assorbe ed emette luce rossa, ma, spiegano gli ingegneri, la regolazione degli ingredienti molecolari dovrebbe renderlo in grado di assorbire diverse lunghezze d’onda.
Il trucco è che, come guida d’onda, accetta la luce da qualsiasi direzione ma limita il modo in cui esce. I test hanno addirittura mostrato come le nuove finestre luminescenti fossero più efficienti nel convertire la luce artificiale rispetto quella solare diretta. “Anche all’interno, se si ha un pannello, è possibile vedere una fotoluminescenza molto forte sul bordo”, ha spiegato Li. Nel dettaglio, le lastre LCS della Rice hanno mostrato un’efficienza di conversione del 2,9% alla luce solare diretta e del 3,6% con luci LED.
“Parte del problema con l’utilizzo di polimeri coniugati per questa applicazione è che possono essere instabili e degradarsi rapidamente”, ha affermato Verduzco. “Ma abbiamo imparato molto su come migliorarli negli ultimi anni e in futuro potremo progettare i polimeri sia con la stabilità che con le proprietà ottiche desiderate”. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Polymer International.