Un nuovo materiale promettente per il fotoanodo delle batterie solari
Le batterie solari sono dispositivi elettrochimici che possono immagazzinare direttamente l’energia del sole. Questi dispositivi sono costituiti da tre stati distinti: il fotoanodo, che assorbe i fotoni e accumula gli elettroni generati; lo strato di trasporto delle lacune, che funge anche da separatore interno tra i due elettrodi; e il catodo, che raccoglie le lacune e funziona in sola direzione per evitare l’autoscarica.
Può interessarti anche questo
Recentemente, un team di scienziati dell’Università di Cordoba in Spagna e del Max Planck Institute for Solid State Research in Germania ha compiuto notevoli progressi nella progettazione di batterie solari utilizzando un nuovo materiale per il fotoanodo. Questo materiale è un composto del nitruro di carbonio 2D, che è abbondante, non tossico e facilmente sintetizzabile.
Il gruppo di ricerca della professoressa Bettina V. Lotsch al Max Planck Institute è riuscito a sintetizzare un materiale in grado di assorbire la luce e immagazzinare l’energia per un uso successivo su richiesta. Questo ha portato i ricercatori a pensare di utilizzare il materiale per creare una batteria solare.
Per realizzare questo obiettivo, i ricercatori hanno dovuto trovare un modo per depositare un sottile strato del materiale, chiamato poli (eptazina immide) di potassio nitruro di carbonio 2D, creando una struttura stabile su cui costruire un dispositivo fotovoltaico. La struttura del dispositivo è composta da un vetro ad alta trasparenza con un rivestimento conduttivo trasparente, seguito da una serie di strati di materiali semitrasparenti con diverse funzionalità, e infine un altro vetro conduttivo che chiude il circuito.
Questa struttura a sandwich è stata progettata per massimizzare sia l’assorbimento che l’immagazzinamento della luce. Inoltre, il sistema proposto può assorbire la luce su entrambi i lati poiché è semitrasparente. Questo rende la nuova batteria solare estremamente versatile, in quanto può fornire sia una grande corrente istantanea, come quella necessaria per il flash di una fotocamera, sia una corrente più piccola che può essere sostenuta nel tempo, come quella necessaria per un cellulare.
Questo importante lavoro è stato pubblicato sulla rivista Advanced Energy Materials. Grazie a questa nuova scoperta, le batterie solari potrebbero diventare ancora più efficienti ed economiche, contribuendo così alla transizione verso un sistema energetico più sostenibile.
