29 Mar 2024

Celle solari in silicio? No, in legno

Le celle solari organiche, alternative a quelle in silicio, si possono fare anche con il legno 

I ricercatori svedesi della Linköping University usano la lignina kraft, prodotto di scarto dell’estrazione della cellulosa dal legno, per migliorare la stabilità delle celle solari organiche, alternativa a quelle in silicio: l’obiettivo è sostituire gli attuali materiali derivati dal petrolio con materiali a base di legno.
Per rispondere al crescente fabbisogno di energia solare che è rinnovabile, pulita e sostenibile, le celle solari organiche (OSC) hanno suscitato una notevole attenzione scientifica grazie ai loro vantaggi nello sviluppo di dispositivi flessibili e portatili, tra cui l’accessibilità economica, il design leggero e la fattibilità della fabbricazione su larga scala e stampabile.

La ricerca in questo senso ha portato allo sviluppo di celle solari organiche affidabili che utilizzano materiali in legno.

La collaborazione di un team di scienziati dell’Università di Linköping e del Royal Institute of Technology (KTH) di Stoccolma ha dimostrato il potenziale dell’utilizzo della lignina kraft non trattata derivata dalla pasta di legno per migliorare la sostenibilità ambientale e l’affidabilità delle celle solari. 

Sebbene le celle solari tradizionali a base di silicio siano efficaci, la loro produzione comporta un processo complesso e ad alta intensità energetica, che comporta il rischio di fuoriuscite di sostanze chimiche potenzialmente pericolose, secondo i ricercatori svedesi. Le celle solari organiche sono un campo di ricerca in ascesa grazie alla loro economicità, leggerezza, flessibilità e versatilità di applicazione, tra cui l’utilizzo in ambienti chiusi o anche la possibilità di integrarli negli indumenti per alimentare i dispositivi elettronici personali. Tuttavia, il quoziente di sostenibilità di questi metodi era discutibile, poiché le celle solari organiche sono fatte di plastica o polimeri derivati dal petrolio, che le rendono organiche ma non ecologiche.  

“Abbiamo creato un materiale, o un composito, a partire dalla lignina kraft che costituisce lo strato di interfaccia del catodo: questo ha reso la cella solare più stabile. Il vantaggio della lignina kraft è che può creare molti legami idrogeno, il che aiuta a stabilizzare la cella“, ha dichiarato Qilun Zhang, ingegnere ricercatore. 

Gli scienziati hanno sviluppato una cella solare organica in cui una sezione dello strato di trasporto degli elettroni, che collega il catodo, è realizzata con lignina kraft estratta direttamente dalla pasta di legno. Sebbene la lignina costituisca attualmente una parte minore della cella solare, l’obiettivo finale è quello di sviluppare una cella solare composta prevalentemente da materiali derivati dal legno.  

“Vogliamo costruire celle solari efficienti, affidabili, economiche ed ecologiche. Questo studio ci permette di dimostrare che ciò è possibile ed è un primo passo verso la sostituzione degli attuali materiali a base di petrolio con alternative a base di legno“, ha affermato Mats Fahlman, professore presso il Laboratorio di elettronica organica della Linköping University.