Celle solari: e quando piove? Funzionano grazie a un materiale particolare

L’ingrediente segreto per la produzione di energia solare anche durante la pioggia è l’aggiunta di un sottile strato di grafene al rivestimento delle celle solari

C’è molta ricerca sull’energia solare e, negli ultimi anni, sono sempre di più le innovazioni tecniche che vengono presentate al fine di rendere le celle solari sia molto efficienti che molto convenienti. Una cosa che, però, ancora non era mai stata risolta e che continuava a sembrare un grande svantaggio della produzione energetica solare stava nel fatto che le celle non potessero produrre energia durante la pioggia. Almeno fino a oggi.

Oggi le cose potrebbero cambiare, visto quanto raccontato sulla rivista accademica Angewandte Chemie dai ricercatori cinesi che hanno presentato una cella solare per tutte le stagioni che viene attivata sia dalla luce del sole che dalle gocce di pioggia.

Per la conversione dell’energia solare in energia elettrica, il team composto dalla squadra della Ocean University of China e da quella della Yunnan Normal University ha sviluppato una cella solare ad alta efficienza sensibilizzata da un rivestimento: al fine di consentire la produzione di energia anche durante la pioggia, i ricercatori hanno ricoperto la cella con un film super-sottile di grafene.

Il grafene è un materiale costituito da atomi di carbonio che sono legati tra loro con una disposizione a nido d’ape ed è caratterizzato da insolite proprietà elettroniche: conduce l’elettricità ed è ricco di elettroni che possono muoversi liberamente attraverso l’intero livello. All’interno di una soluzione acquosa, il grafene può legare gli ioni carichi positivamente con i propri elettroni ed è stata proprio questa proprietà – che viene utilizzata nei processi basati sul grafene per rimuovere gli ioni di piombo e i coloranti organici dalle soluzioni – ad ispirare i ricercatori che hanno lavorato su questo progetto.

Le gocce di pioggia non sono acqua pura: esse contengono dei sali che si dissociano in ioni positivi e negativi. Nel momento in cui le gocce di pioggia cadono sul grafene, gli ioni carichi positivamente possono legarsi alla superficie di grafene: in questo modo, l’acqua si arricchisce di ioni positivi e il grafene si arricchisce di elettroni delocalizzati. Ciò comporta un doppio strato di elettroni e ioni positivi, una caratteristica nota come pseudocapacità. 

Grazie alla differenza di potenziale associata a questo fenomeno, avviene la produzione di corrente.

Una scoperta di notevole importanza, di cui adesso bisogna solo attendere le applicazioni