Luce e potere

Il Burj Khalifa di Dubai è il grattacielo più alto del mondo, con 829,80 metri, 162 piani, 344 mila metri quadrati di superficie. Nella classifica degli edifici più alti del pianeta, subito dopo, si piazza la Shanghai Tower di 632 metri d'altezza, a breve distanza c'è la Freedom Tower, con i suoi 541 metri, che ha preso il posto delle Torri Gemelle crollate nell'attentato dell'11 settembre 2001. A Milano il grattacielo più alto – ma la contesa è appena iniziata – è la UniCredit Tower, con i suoi 231 metri di altezza alla guglia, in piazza Gae Aulenti. Ebbene, se i cristalli che ricoprono questi grattacieli producessero energia, sarebbe davvero la nuova fonte di approvvigionamento pulito per eccellenza. Bene, quasi ci siamo: perché all'Università Milano Bicocca, da tempo, lavorano alle finestre fotovoltaiche “Glass to Power”. Che hanno superato ogni primato precedente, raggiungendo un'efficienza ottica record del 6,8 per cento. Si tratta di concentratori solari luminescenti integrati sulle finestre fotovoltaiche brevettate dall'Università di Milano Bicocca, il più recente tra gli atenei milanesi e particolarmente vocato alla scienza, e recentemente cedute alla startup innovativa Glass to Power (www.glasstopower.com). Lo studio alla base della scoperta, protocollato con titolo “Evidence for the band-edge exciton of CuInS2 nanocrystals enables record efficient large-area luminescent solar concentrators”, è stato realizzato da un team di ricerca del dipartimento di Scienza dei materiali della Bicocca coordinato da Sergio Brovelli e Francesco Meinardi (rispettivamente docenti di Fisica sperimentale e Fisica della materia) in collaborazione con il gruppo guidato da Margherita Zavelani-Rossi del Politecnico di Milano e da Scott A. Crooker del Los Alamos National Laboratory (Usa) ed è stato appena pubblicato sulla rivista Advanced Functional Materials.

Questi dispositivi si basano su lastre di plastica nelle quali sono incorporate speciali nanoparticelle che catturano e concentrano la luce solare, trasformando così comuni finestre in pannelli solari semitrasparenti. Una tecnologia che non impatta l'estetica degli edifici e che è compatibile con i processi di fabbricazione di vetrocamere isolate termicamente: dunque particolarmente adatta alla realizzazione di “zero-energy building”, ovvero edifici sostanzialmente autonomi da un punto di vista energetico, come previsto del resto dalla normativa europea (direttive 31/2010/UE e 2012/27/UE) che entrerà in vigore entro il 2020. Gli scienziati hanno individuato i parametri chiave che determinano la capacità di concentrazione della luce di nanoparticelle a base di elementi eco-compatibili e a basso costo e hanno così indirizzato il team di ricerca e sviluppo di Glass to power per la produzione di nanoparticelle con dimensioni e composizione ottimizzate per i concentratori solari luminescenti (Lsc). Le stesse sono state realizzate nel nuovo sito produttivo della società presso il polo meccatronica di Rovereto, nell'ambito del progetto NanoFarm con cui la Provincia autonoma di Trento sostiene lo sviluppo industriale di Glass to Power e incorporate in matrici plastiche di elevata qualità ottica. Esattamente tre anni fa, dagli studi sugli Lsc a base di nanoparticelle a semiconduttore realizzati da Brovelli, era nata la società spin-off con la missione di trasformare la famiglia di brevetti in una realtà industriale. “Le nanoparticelle a semiconduttore sono il cuore degli Lsc in quanto loro è il compito di assorbire e concentrare la luce solare – spiega Meinardi– è quindi cruciale comprenderne a fondo le proprietà ottiche fondamentali ed essere in grado di controllarle con strategie chimiche compatibili con la produzione su ampia scala”. Questi prototipi ad alta efficienza e grandi dimensioni, prosegue Sergio Brovelli, “dimostrano come il connubio tra ricerca fondamentale ed industriale sia un fattore chiave per raggiungere avanzamenti tecnologici di grande impatto per la qualità della vita e dell'ambiente. Glass to Power è ora pienamente impegnata nell'industrializzare i processi produttivi, con l'obiettivo di arrivare a breve sul mercato con prodotti certificati e costi contenuti”. A Milano, eco-compatibile fa sempre rima con “più scienza”.

Daniele Bonecchi