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Celle fotovoltaiche stampate su plastica ormai non fanno più notizia né LED o batterie al litio ultrasottili. Ma cosa può nascere dalla combinazione delle tre tecnologie che può contribuire a dare luce a 1,5 miliardi di persone che vivono in zone povere e non hanno accesso all’elettricità? Frederik Krebs si avvicinò con questa combinazione di celle solari organiche, LED e batterie al litio pur essendo sicuramente un progetto in work-in-progress, ma offrendo una soluzione per portare la luce in modo economico in alcune delle regioni più povere del mondo. Un sistema fotovoltaico che converte solamente l’1% di energia solare ma con un costo previsto finale di 7 dollari a pezzo, ha un potenziale di cambiamento enorme, nonostante la scarsa efficienza.

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Abbiamo già scritto di Konarka che aveva firmato un contratto con Arch Aluminum & Glass per utilizzare le proprie celle solari nei materiali da costruzione come vetrate e superfici trasparenti. Ora Konarka ha annunciato questa settimana le sue nuove celle solari flessibili in plastica che stanno per essere utilizzate in sacchetti ed eventualmente in strutture telate in Medio Oriente e Africa per ombreggiare. La società ha inoltre un accordo per fornire i suoi pannelli fotovoltaici ai tedeschi Neuber che creano valigie e borse che possono trasformarsi in caricabatterie per dispositivi elettronici di piccole dimensioni come telefoni cellulari, fotocamere digitali o lettori multimediali.

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L’energia solare immagazzinata in speciali piccole celle solari in plastica potrebbe presto essere utilizzata da piccoli dispositivi elettronici per telefoni cellulari e lettori mp3 come iPod. Sta per nascere una nuova generazione di celle solari in plastica stampata e molto più piccole e più economiche rispetto ai pannelli in silicio o policristallino.  Celle solari in plastica di questo tipo possono essere utilizzate facilmente su finestre o incorporate in materiali adatti per coperture per  trasformare l’intera superficie di un tetto in un potente impianto di cattura di energia solare. Una squadra, che coinvolge ricercatori provenienti da Australia e Stati Uniti, stanno lavorando da tre anni ad un progetto per sviluppare un particolare tipo di plastica in grado di catturare l’energia solare.

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Ricercatori da tutto il mondo sono impegnati a sviluppare le famose celle solari organiche che potrebbero essere prodotte in modo semplice e conveniente quanto il film solare sottile, rappresentando un ottimo sistema per generare energia elettrica. Ma ancora un grosso ostacolo deve essere superato dall’utilizzo di materiali organici a base di carbonio per creare una corretta e affidabile prototipazione partendo da una scala nanometrica per diventare altamente efficienti nel convertire la luce in energia elettrica e successivamente da rendere le celle solari organiche facilmente replicabili su scala industriale. L’obiettivo è quello di sviluppare celle solari organiche a basso costo in grado di assorbire almeno il 10% della luce solare per trasformarlo in energia e rendere poi le nuove celle solari utilizzabili facilmente sui fabbricati.

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La Konarka Technologies Inc. ha annunciato di aver sviluppato nuove celle solari trasparenti BIPV (Building-integrated photovoltaic che sta per fotovoltaico integrato nei materiali e architetture). Konarka ha così firmato un contratto con Arch Aluminum & Glass per utilizzare le proprie celle solari nei materiali da costruzione come vetrate e superfici trasparenti. Questo fattore infatti non sacrifica l’estetica di un design e le nuove celle solari trasparenti possono essere addirittura colorate. Le nuove celle solari della Konarka sono realizzate in un materiale plastico flessibile e saranno inserite primo fra tutte tra due lastre di vetro utilizzate per finestre. A prescindere comunque dal loro uso come finestre, Konarka ritiene che le cellule possono essere utilizzate in una vasta gamma di applicazioni, tra cui tende, caricabatterie portatile e sensori di vario genere.

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Una recente ricerca pubblicata sul Proceedings of the National Academy of Sciences esplora i nuovi orizzonti di utilizzo e sfruttamento dell’energia solare. Così un team di ricercatori del Leiden Institute of Chemistry, Groningen Biomolecular Sciences, Biotechnology Institute in the Netherlands e del Max Planck Institute hanno svolto un interessante studio su alcuni batteri verdi che contengono strutture chiamate “clorosomi”.

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Secondo questa ricerca la clorofilla, che ha l’incredibile capacità di catturare la luce e rapidamente di trasformarla in energia chimica, contenuta in questi batteri in percentuale molto elevata potrebbe portare ad inventare sistemi fotosintetici artificiali per sfruttare l’energia del sole. Questi batteri vivono gran parte della propria vita in ambienti naturali estremi e con scarsa quantità di luce come sorgenti d’acqua calda sul Mar Nero. Gli scienziati, scoprendo questa particolare specie di batteri, ipotizzando che essi abbiamo una capacità di assorbire energia anche da un singolo fotone il che gli renderebbe energeticamente molto efficienti.

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E’ necessario creare celle solari in plastica leggere, flessibili e, cosa più importante essere convenienti. Ma finora, questi dispositivi sono stati troppo inefficienti per competere con le convenzionali celle solari al silicio utilizzabili per la maggior parte delle applicazioni. Ma ricercatori di diversi istituti di ricerca da tutto il mondo stanno ogni giorno segnando record di efficienza con celle solari composte da diversi polimeri organici. Ancora però queste celle solari non sono ancora abbastanza efficienti per poter competere con il silicio, l’efficienza di queste celle solari a polimeri organici è aumentata ad un tasso di circa l’1% l’anno. Se i ricercatori sono in grado di mantenere questa funzione, le celle solari in plastica saranno in concorrenza con il silicio nel giro di pochi anni.

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Le chiamiamo tecnologie pulite, ma nascondo uno sporco segreto: nonostante il loro potenziale per fornire energia rinnovabile senza emettere tonnellate di gas serra, come la CO2, che provocano il surriscaldamento climatico, alcuni metodi per crearle non sono in realtà così  rispettose dell’ambiente e sostenibili. Questo è quanto emerso da un documento pubblicato dal gruppo di ricerca della Loughborough University, Regno Unito, avvertendo che, nonostante le sue potenzialità in termini di potenza, le tecnologie “pulite” con le proprie aziende prossime alla neutralità al carbonio in termini di produzione di alcuni gas serra, il dilagare ad esempio delle celle a combustibile sottoporrebbe le imprese ad utilizzare anodi con ossido di nichel, un potente cancerogeno.

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Due le principali tendenze emerse al 2nd International Photovoltaic Power Generation Expo di Tokyo, che ha avuto luogo dal 25 al 27 febbraio 2009, che ha mostrato la portata del settore fotovoltaico e la sua espansione. Una di queste tendenze riguarda l’espansione del film sottile fotovoltaico di aziende come la Asahi Glass che espone il suo film sottile composto da uno strato di SnO2 conduttivo trasparente (della TCO) ed un film su un substrato di vetro. La Asahi Glass già conferma che il prodotto può aumentare ancora la sua l’efficienza di conversione del 10-20%. Il film sottile fotovoltaico della TCO  è composto da piccole forme piramidali e può essere scalato a nelle proporzioni dei piccoli cristalli che compongono queste nanopiramidi. La Asahi Glass intende vendere il prodotto per l’utilizzo in celle solari a film sottile fotovoltaico in tutto il mondo.

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L’Advanced Technology Institute della Surrey University ha assegnato la concessione per una propria importante al gigante energetico E. ON, come parte del loro progetto “Application of Nanotechnology in the Energy Business”. Il progetto durato tre anni, condotto dal professor Ravi Silva, Direttore dell’Advanced Technology Institute, ha studiato le diverse modalità di applicare le competenze in campo nanotecnologico dell’Istituto per la progettazione, la fabbricazione e la caratterizzazione di celle solari ibride organiche-inorganiche.

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Konarka Technologies Inc ha annunciato che il ministero dell’Istruzione e della Ricerca (BMBF) tedesco sta sostenendo un progetto di sviluppo attraverso un consorzio diretto da Konarka. “Il Progetto deve rappresentare un contributo significativo ad estendere la durata della vita delle celle solari organiche, per creare concretamente una tecnologia fotovoltaica con una maggiore attrattiva commerciale” questo è quanto ha dichiarato Christoph Brabec, CTO di Konarka.

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[ La Rivoluzione dall'Energia Solare: Sole + Acqua = Idrogeno. Daniel Nocera Illumina il Mondo con la Sua Invenzione che Ricrea la Fotosintesi in Modo Artificiale. Energia Solare per Produrre Idrogeno ]

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Un team di scienziati ha progettato un nuovo polimero solare in plastica con un maggiore assorbimento di energia solare ed efficienza di conversione rispetto a qualsiasi altro polimero mai visto prima. La chiave per questo aumento di capacità riguarda la sostituzione di una tomo di silicio per un atomo di carbonio nel polimero organico utilizzato. La sostituzione realizzata alla UCLA ha creato un polimero con uno strato singolo molto leggero che ci fa pensare ad un giorno in cui potremmo acquistare pannelli fotovoltaici e appenderli alle pareti come fossero poster.

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Un gruppo di ricercatori guidati da Jiang Xiaomei della South Florida University hanno appena sviluppato delle microscopiche celle solari organiche che potrebbero essere potenzialmente dipinte su qualsiasi superfici. Finora sono riusciti a produrre 11 Volt di energia elettrica da una piccola serie di celle solari organiche grandi appena ¼ di un chicco di riso bianco ma come spiega Jiang Xiaomei “siamo appena all’inizio di una rivoluzionaria ricerca. Le nuove celle solari organiche potrebbero essere spruzzate su qualsiasi superficie uniforme esposta al sole, dall’automobile alla casa”.

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Michael Grätzel, un professore di chimica presso l’Ecole Polytechnique Fédérale di Losanna in Svizzera, è l’inventore dell’omonimo modello di cella solare organica che a lungo è stata considerata un promettente tecnologia in grado di ridurre il costo dell’energia solare. Le celle solari organiche di Grätzel sono potenzialmente meno costose e possono essere stampate in modo molto rapido. Ma questo potenziale ancora non è stato realizzato, perché per raggiungere livelli di efficienza sufficientemente elevata da competere con le celle solari convenzionali, circa il 10%, è stato necessario utilizzare elettroliti volatici che devono essere accuratamente sigillati all’interno delle cellule, un costoso e inaffidabile passo nel settore produttivo.

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[ Sun Catalytix: Energia Solare Anche di Notte. Dal MIT e Daniel Nocera il Brevetto Diventa Realta'. In Arrivo fra Cinque, Sette Anni Rivoluzionaria Tecnologia Solare + Idrogeno a Basso Costo ]

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• Sole + Acqua = Idrogeno

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Grazie ad un catalizzatore creato da un chimico del MIT, Daniel Nocera, la luce del sole potrebbe trasformare facilmente l’acqua in idrogeno. Se il processo potesse essere scalato, questo renderebbe l’energia solare la fonte dominante e potenziale di energia per tutto il mondo.  “Io vado a mostrarvi qualcosa che ancora nessuno finora ha dimostrato” ha affermato Daniel Nocera, professore di chimica al MIT parlando davanti ad un auditorium colmo di scienziati, ricercatori e funzionari del governo USA. L’intero processo è basato sulla ricreazione del processo di fotosintesi: “Questo è il futuro. Abbiamo così ricreato una foglia di una pianta”.

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Un balzo rivoluzionario potrebbe trasformare l’utilizzo ora solo marginale dell‘energia solare ad una delle principali fonti di energia rinnovabile e non. Così i ricercatori del MIT hanno superato un importante ostacolo nell’utilizzo dell’energia solare: l’immagazzinamento di energia durante l’uso anche quando il sole non brilla. Daniel Nocera ci descriverà il rivoluzionario nuovo processo per immagazzinare l’energia solare.

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Ci crederete che Mitsubishi Electric & Electronics USA Inc e Perpetual Power hanno annunciato il completamento di una piantagione di agrumi negli USA. Ma di speciale c’è che la piantagione di agrumi sta crescendo durante il funzionamento a piena capacità di 6400 pannelli fotovoltaici ad alta efficienza che sono n grado di generare 1MW di energia elettrica.

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