Un gruppo di scienziati sta lavorando all'ottimizzazione di un tipo di cella fotovoltaica (cella di Grätzel) che imita artificialmente la fotosintesi.

Nell'ambito del progetto Consolider HOPE (progetti finanziati dal Ministero dell'Innovazione e della Scienza), un gruppo di scienziati dell'Universidad Pablo de Olavide (UPO), guidato da Juan Antonio Anta, stanno lavorando all'ottimizzazione di un tipo di cella fotovoltaica (cella di Grätzel) che imita artificialmente la fotosintesi.

Le celle Grätzel sono dispositivi fotovoltaici che sfruttano l'interazione di un semiconduttore strutturato di dimensioni inferiori al nanometro e un colorante organico che funge da collettore solare.

Secondo Elena Guillen, membro del gruppo Coloides y Celdas Solares Nanoestructuradas (Nanostructured Colloids and Solar Cells) di UPO, questo colorante può essere sia sintetico che naturale e può anche consentire l'uso della clorofilla per questo tipo di cellule.

Così, i ricercatori dell'UPO hanno iniziato uno studio con il quale sperano di aumentare l'efficienza di questi componenti organici a base di eosina o mercurocromo incorporando sali ionici, noti come solventi verdi, al fine di prevenire l'evaporazione dei composti liquidi e la conseguente riduzione di efficienza.

Precedenti studi dimostrano che i sali ionici sono meno volatili ed è proprio questa caratteristica che il gruppo guidato dal professor Anta cerca di sfruttare. "Nonostante il suo stato liquido, questi tipi di solventi hanno alti livelli di viscosità e, perciò, nei prossimi mesi continueremo il nostro studio, lavorando su diverse alternative all'interno di liquidi ionici, la loro sintesi, eccetera., " commenta Elena Guillen.

I pro e i contro della nuova generazione

Sebbene sul mercato siano già presenti alcune celle di terza generazione (ad esempio, per la ricarica dei cellulari), secondo i ricercatori il loro uso pratico è aneddotico. Però, per le loro proprietà di flessibilità e varietà di colori e forme, il futuro di queste celle risiede in nuove nicchie di mercato come la decorazione o l'uso in finestre colorate che non solo lasciano passare la luce, ma usano questa luce per generare elettricità.

D'altra parte, a parte il rapido ammortamento dei costi di produzione energetica -stimati in un anno di utilizzo-, c'è anche il basso costo dei materiali. "I materiali organici sono generalmente più economici, "afferma il ricercatore, nonostante la continua ricerca di un colorante organico alternativo a quello attualmente utilizzato, derivato dal rutenio.

"Il paradosso sta nel fatto che se si usano queste celle perché il loro vantaggio competitivo è che sono più economiche e più facilmente reperibili, e poi si usa un colorante a base di un metallo prezioso, qual è il vantaggio?" sottolinea Elena Guillén.

D'altra parte, i ricercatori sono consapevoli che si tratta di una tecnologia relativamente nuova -questo tipo di cellula è stato inventato nel 1991- che necessita ancora di un grande sviluppo. Per di più, la massima efficienza ottenuta in laboratorio è solo dell'11%, che è competitivo ma diminuisce se estrapolato su scala industriale.

La principale sfida tecnologica è attualmente il problema della degradazione cellulare. "Se usi un colorante organico, può essere degradato dall'azione della luce solare, con la conseguente riduzione della vita utile rispetto alle celle al silicio. D'altra parte, " sottolinea il ricercatore, "il nostro gruppo sta lavorando su uno degli aspetti chiave per migliorare la stabilità cellulare:l'eliminazione della necessità di utilizzare liquidi che possono presentare problemi di evaporazione, ecc. e per cui, come già detto, il nostro obiettivo è l'uso di sali ionici."

Fonte:Andalusia Innova, via AlphaGalileo