Un polimero verde derivato dai rifiuti organici è stato applicato con successo alle celle solari a colorante organico. La sperimentazione è stata curata dai ricercatori della University of Malaya di Kuala Lumpur, in Malesia.

Il polimero organico è stato creato dal chitosano, una sostanza che si ottiene dalla chitina dei crostacei e degli insetti. Il chitosano è stato opportunamente modificato per ottenere un elettrolita ribattezzato “ftaloylchitosano”. La cella solare a colorante organico realizzata con il nuovo biopolimero nei primi test ha raggiunto un’efficienza di oltre il 7%.

Il chitosano è un polimero naturale molto promettente per l’industria fotovoltaica: è inodore, atossico, biodegradabile e biocompatibile. Inoltre garantisce buone prestazioni meccaniche. Oltre al fotovoltaico il chitosano può essere impiegato in campo medico e farmaceutico, per depurare le acque reflue e nella produzione di packaging alimentari sostenibili.

I ricercatori della University of Malaya hanno modificato il chitosano per aumentarne la solubilità nelle soluzioni elettrolitiche. Il nuovo polimero può essere dissolto nella dimetilformammide (DMF), nel dimetil-acetammide (DMAc), nel dimetilsolfossidonel (DMSO) e nella piridina.

Gli scienziati hanno applicato il gel polimerico a base di ftaloylchitosano alle celle solari a colorante organico. Questa tecnologia, ideata da Michael Grätzel nel 1991, rappresenta un’alternativa sostenibile alle celle solari al silicio per via dei costi inferiori e del basso impatto ambientale. A differenza del fotovoltaico al silicio i film organici non richiedono l’impiego di materiali tossici nel processo produttivo.

Le celle solari di Grätzel inoltre non necessitano di materiali cristallini. La tecnologia è composta da un elettrolita contenente una coppia redox e da un semiconduttore a banda larga economico come l’ossido di titanio, un materiale atossico impiegato anche nell’industria cosmetica. L’ossido di titanio è sensibilizzato con un colorante che assorbe la luce solare.

L’ossido di titanio viene depositato su un substrato di vetro che funge da conduttore, come l’ossido di indio-stagno. La rete di particelle nanoporose che si viene a creare incrementa la superficie a disposizione per il colorante.

L’elettrodo è composto da un conduttore in vetro ricoperto da uno strato sottile di platino. L’elettrolita si trova tra i due elettrodi. I ricercatori hanno inserito il nuovo polimero tra il fotoanodo e il platino. Le molecole di colorante assorbono la luce e si eccitano, rilasciando elettroni che raggiungono l’elettrodo.

A questo punto i mediatori trasferiscono gli elettroni alle molecole di colorante, completando il flusso elettrico e generando corrente. Questo ciclo continua fino a quando c’è luce.

1 agosto 2016
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I vostri commenti
NICOLA SPANO', lunedì 1 agosto 2016 alle23:06 ha scritto: rispondi »

L'aggiunta di chitosano allo strato attivato dalla luce di biossido di titanio avrebbe a mio avviso lo scopo di stabilizzare proprio il TiO2 che quindi in successione può assolvere meglio allo scopo di OSSIDARE Il Colorante del tipo degli ANTOCIANI. Niente però viene aggiunto ai fenomeni redox che avvengono al catodo dove lo Iodio solido molecolare viene ridotto ad ioduro su substrato di GRAFENE o PLATINO. Tuttavia i progressi della cella a colorante sensibilizzato potranno essere sorprendenti solo se la coppia Iodio/Ioduro viene sostituita da una coppia redox più stabile ma anche meno reattiva. Inoltre ancora i progressi relativi all'uso del grafene al posto del platino non mostrano segnali incoraggianti voluti dalla tecnologia.

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