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Una squadra internazionale di ricercatori guidati dall’Università di Tokyo ha scoperto un nuovo materiale che, quando avvolto in un nanotubo genera energia elettrica se esposto alla luce. Se ingrandita e scalata, dicono gli scienziati, la tecnologia potrebbe venire utilizzata in futuri dispositivi solari ad alta efficienza.

 

photovoltaic

Un rendering grafico del nanotubo di disolfuro di tungsteno Immagine: © 2019 Iwasa et al

 

Gli scienziati studiando possibili applicazioni per un nanotubo semiconduttore hanno scoperto che un determinato materiale – composto da disolfuro di tungsteno – esibisce l’effetto fotovoltaico anomalo (BPVE) a un’efficienza molto più alta rispetto ad altri materiali conosciuti per esibire lo stesso fenomeno. La BPVE avviene quando la corrente generata attraverso l’intera struttura del materiale piuttosto che essere affidata a una giunzione tra i materiali.

“Essenzialmente il nostro materiale di ricerca genera elettricità come fanno i pannelli solari, solo in maniera differente. Abbiamo dimostrato per la prima volta che i nanomateriali possono superare un ostacolo che presto limiterà l’attuale tecnologia solare.”

– University of Tokyo professor Yoshihiro Iwasa

Il disolfuro di tungsteno esibisce un effetto fotovoltaico solo quando avvolto in nanotubi. L’effetto fotovoltaico anomalo avviene perchè il nanotubo non è simmetrico e la corrente generata ha una direzione favorita verso cui scorrere. Altri materiali con una simile struttura di “inversione di simmetria rotta” hanno dimostrato di esibire lo stesso effetto ma Iwasa e la sua squadra hanno scoperto che con i nanotubi di disolfuro di tungsteno l’efficienza di conversione si è dimostrata molto più alta.

“La nostra ricerca mostra un intero ordine di magnitudine di miglioramento nell’efficienza di BPVE rispetto alla sua presenza in altri materiali”, ha detto Iwasa. Lo studio è stato pubblicato su Nature.

In teoria, il BPVE potrebbe fornire agli scienziati una strada verso celle solari più efficienti. In ogni caso, l’efficienza dimostrata per ora risulta essere troppo bassa per andare oltre il laboratorio. Iwasa ha oltretutto osservato che scalare questa tecnologia a grandezze significative costituisce una sfida significante.

“Nonostante questo enorme miglioramento, il nostro nanotubo WS2 non può ancora essere comparato al potenziale generato dai materiali con giunzioni p-n. Questo perchè il dispositivo essendo nanoscopico sarà difficile da ingrandire. Ma è possibile, e spero che i chimici siano in grando di raccogliere la sfida”

– University of Tokyo professor Yoshihiro Iwasa

Fonte: pv-magazine-australia.com

 

 

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Traduzione a cura di Denis Gobbi

Darren Sun, capo ricercatore

Darren Sun, capo ricercatore

Dei ricercatori di Singapore hanno sviluppato un nuovo nanomateriale che funziona come il miglior coltellino svizzero del mondo. Il materiale, chiamato Biossido di Titanio Multi-Uso (TiO2) è in grado di produrre energia, generare idrogeno e pure acqua pulita. Ma non è tutto: questo materiale prodigioso può essere impiegato anche nella costruzione di celle solari flessibili ed è in grado di duplicare l’aspettativa di vita delle batterie a ioni di litio. Dotato di proprietà antibatteriche, può essere impiegato anche in nuove bende tecnologiche in ambito sanitario.

Il nuovo materiale messo appunto dall’Università della Tecnologia di Nanyang è stato prodotto trasformando del biossido di titanio in nano-fibre poi fatte disporre al fine di creare delle membrane filtranti flessibili. Il materiale speciale che sta al centro di tutto è il biossido di titanio, economico e abbondante in natura ha la proprietà di accelerare le reazioni chimiche e legarsi facilmente con l’acqua.

Per merito di quest’ultima capacità, questo materiale ha le potenzialità per poter realizzare osmosi inverse di elevata portata e desalinizzare l’acqua. Ma questa è solo una sue notevoli caratteristiche. In aggiunta alla produzione di acqua pulita,  secondo le dichiarazioni dei ricercatori questo materiale può anche produrre idrogeno se esposto alla luce solare nonché essere utilizzato nella produzione di celle solari flessibili e poco costose al fine di produrre elettricità.

Filtro flessibile di nanoparticelle di biossido di titanio

Filtro flessibile di nano-fibre di biossido di titanio

“Non esiste alcuna bacchetta magica per risolvere due delle più grandi sfide del mondo: energie rinnovabili a buon mercato e un abbondante approvvigionamento di acqua pulita, la nostra singola membrana multi-uso però ci va vicino, con le sue nanoparticelle di biossido di titanio è un catalizzatore chiave nella scoperta di soluzioni adatte”

ha affermato il capo ricercatore Darren Sun.

“Con il nostro nanomateriale unico, speriamo di poter dare una mano nella conversione dei rifiuti di oggi nelle risorse di un domani, come acqua pulita ed energia.”

Fonte: Inhabitat

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