Finestre fotovoltaiche grazie alle nanoparticelle di carbonio

02/02/2021

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Le finestre che producono energia sono tra tecnologie emergenti nell’edilizia. Si chiamano concentratori solari luminescenti (LSC nell’acronimo in inglese) e sono vetrate colorate e semiatrasparenti perché arricchite sulla superficie con pigmenti che ricevono la luce solare e ne riemettono verso celle fotovoltaiche distribuite lungo il bordo.

Il mondo della ricerca sta studiando il modo per renderle più efficienti ed ecologiche possibile. Una sperimentazione italo-cinese coordinata da Alberto Vomiero, professore a Ca’ Foscari e alla svedese Luleå Tekniska Universitet, ha compiuto un passo avanti in questa direzione, ottenendo il record di efficienza usando come pigmenti nanoparticelle di carbonio, note come carbon dot, e sviluppando un metodo per produrre in quantità queste particelle di dimensione inferiore al milionesimo di millimetro.

Lo studio è stato pubblicato come storia di copertina da Energy and Environmental Science, una delle più importanti riviste scientifiche nel campo dei materiali per le applicazioni energetiche.

“La ricerca dimostra che è possibile produrre LSC ecosostenibili - spiega Alberto Vomiero - a partire da carbon quantum dots ottenuti da acido citrico e urea con un processo sottovuoto. La radiazione che viene convertita in energia elettrica non è quella che incide sulla finestra, ma quella generata dai carbon dot, i quali assorbono parte della luce incidente e riemettono luce che viene "guidata" dal vetro della finestra fino al bordo, dove sono posizionate le celle solari”.

L’efficienza e il metodo produttivo dei carbon dot dimostrati dallo studio rendono ora queste nanoparticelle luminescenti di grande interesse per l’industria del settore. Le finestre LSC sono note da decenni, ma non hanno raggiunto caratteristiche da renderle appetibili a un largo mercato.

Risultati scientifici come questo possono accelerare questa innovazione e trovare applicazione nei rivestimenti semitrasparenti degli edifici, che genererebbero così energia elettrica rinnovabile.

Hanno lavorato allo studio scienziati di Ca’ Foscari, Qingdao University, Lulea University of Technology, Wuhan University of Technology, Tsinghua University, Laboratory of New Fiber Metaril and Modern Textile.

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