Fotovoltaico: celle solari più economiche grazie all’antigelo
(Fonte:GreenStyle.it-Francesca Fiore)
Produrre celle solari più economiche, prodotte con componenti meno tossici: è questo l’obiettivo dei ricercatori della Oregon State University, che stanno mettendo a punto un nuovo sistema di produzione dei moduli solari in un reattore a flusso continuo, usando un antigelo comune come il glicole etilenico.
Il glicole etilenico, un composto chimico abbastanza semplice, viene usato solitamente come antigelo nel settore automobilistico e, negli ultimi anni, per la produzione delle nuove plastiche, in particolare del PET. Nel settore energetico, fin ora è stato usato per la produzione di gas naturale, dove viene usato per rimuovere gli eccessi di vapore acqueo. I ricercatori della Oregon University hanno rilevato che il glicole etilenico può funzionare efficacemente in un reattore a flusso continuo come solvente a basso costo, per la creazione di celle solari a film sottile, sostituendo così materiali e composti più costosi.
In particolare, I ricercatori hanno anche scoperto che l’approccio funziona con il CZTS, solfuro di zinco rame stagnato, composto che aveva già attirato l’attenzione dei ricercatori per le sue proprietà, per i costi e per la facilità di smaltimento. Sostituendo il CZTS agli attuali CIGS, il composto di diseleniuro di rame indio gallio, i costi della produzione delle celle a film sottile sarebbero abbattuti notevolmente: i CIGS, infatti, sono composti rari e preziosi, per la maggior parte estratti in Cina. I composti CZTS, invece, posso essere estratti anche nei territori statunitensi, con un minor dispendio di risorse e tecnologie. Greg Herman, professore associato presso la Scuola di chimica, biologica e ingegneria per l’ambiente della Oregon State University, ha spiegato:
L’uso globale di energia solare può essere bloccata da materiali troppo costosi o che richiedono l’uso abbondante di sostanze tossiche per la loro produzione. Abbiamo bisogno di tecnologie che usino materiali abbondanti ed economici, preferibilmente da estrarre negli Stati Uniti.
La ricerca, pubblicata su Material Journal Letters, potrebbe aprire una nuova via per la produzione delle celle a film sottile: il glicole etilenico usato in reattori mesofluidici offrono un controllo preciso della temperatura, dei tempi di reazione, permettono il trasporto di massa al fine di produrre nano particelle con una migliore qualità cristallina e un elevata uniformità, tutti fattori che migliorano le prestazioni della cella e la sua qualità. I ricercatori della OSU spiegano in un comunicato:
Molte aziende usano ancora la sintesi in modalità batch per la produzione di nanoparticelle CIGS, un processo che in ultima analisi può richiedere fino a un giorno intero. esto approccio è anche più veloce: con un reattore a flusso continuo dura circa mezz’ora. La velocità aggiuntiva di tali reattori ridurrà ulteriormente i costi finali. Le prestazioni delle celle CZTS in questo momento sono inferiori al livello delle celle CIGS, ma con ulteriori ricerche sull’uso di droganti e un processo di ottimizzazione aggiuntiva dovrebbe essere possibile ottenere la stessa efficienza. Secondo la rivista Material Journal Letters i fattori elencati -costi minori, tempi più brevi, maggiori possibilità di estrazione- sono tutti fattori che potrebbero favorire la produzione su scala industriale delle nuove celle solari, rendendo molto più economico il prodotto finale
Il glicole etilenico, un composto chimico abbastanza semplice, viene usato solitamente come antigelo nel settore automobilistico e, negli ultimi anni, per la produzione delle nuove plastiche, in particolare del PET. Nel settore energetico, fin ora è stato usato per la produzione di gas naturale, dove viene usato per rimuovere gli eccessi di vapore acqueo. I ricercatori della Oregon University hanno rilevato che il glicole etilenico può funzionare efficacemente in un reattore a flusso continuo come solvente a basso costo, per la creazione di celle solari a film sottile, sostituendo così materiali e composti più costosi.
In particolare, I ricercatori hanno anche scoperto che l’approccio funziona con il CZTS, solfuro di zinco rame stagnato, composto che aveva già attirato l’attenzione dei ricercatori per le sue proprietà, per i costi e per la facilità di smaltimento. Sostituendo il CZTS agli attuali CIGS, il composto di diseleniuro di rame indio gallio, i costi della produzione delle celle a film sottile sarebbero abbattuti notevolmente: i CIGS, infatti, sono composti rari e preziosi, per la maggior parte estratti in Cina. I composti CZTS, invece, posso essere estratti anche nei territori statunitensi, con un minor dispendio di risorse e tecnologie. Greg Herman, professore associato presso la Scuola di chimica, biologica e ingegneria per l’ambiente della Oregon State University, ha spiegato:
L’uso globale di energia solare può essere bloccata da materiali troppo costosi o che richiedono l’uso abbondante di sostanze tossiche per la loro produzione. Abbiamo bisogno di tecnologie che usino materiali abbondanti ed economici, preferibilmente da estrarre negli Stati Uniti.
La ricerca, pubblicata su Material Journal Letters, potrebbe aprire una nuova via per la produzione delle celle a film sottile: il glicole etilenico usato in reattori mesofluidici offrono un controllo preciso della temperatura, dei tempi di reazione, permettono il trasporto di massa al fine di produrre nano particelle con una migliore qualità cristallina e un elevata uniformità, tutti fattori che migliorano le prestazioni della cella e la sua qualità. I ricercatori della OSU spiegano in un comunicato:
Molte aziende usano ancora la sintesi in modalità batch per la produzione di nanoparticelle CIGS, un processo che in ultima analisi può richiedere fino a un giorno intero. esto approccio è anche più veloce: con un reattore a flusso continuo dura circa mezz’ora. La velocità aggiuntiva di tali reattori ridurrà ulteriormente i costi finali. Le prestazioni delle celle CZTS in questo momento sono inferiori al livello delle celle CIGS, ma con ulteriori ricerche sull’uso di droganti e un processo di ottimizzazione aggiuntiva dovrebbe essere possibile ottenere la stessa efficienza. Secondo la rivista Material Journal Letters i fattori elencati -costi minori, tempi più brevi, maggiori possibilità di estrazione- sono tutti fattori che potrebbero favorire la produzione su scala industriale delle nuove celle solari, rendendo molto più economico il prodotto finale
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