Hanno superato ogni primato precedente, raggiungendo un’efficienza ottica record del 6,8 per cento.
GLASS TO POWER – https://www.glasstopower.com/
Si tratta dei concentratori solari luminescenti integrati sulle finestre fotovoltaiche brevettate dall’Università di Milano-Bicocca e recentemente cedute alla startup innovativa Glass to power.
Questa nuova tecnologia è particolarmente adatta alla realizzazione di “Zero-Energy Buildings”, ovvero edifici sostanzialmente autonomi da un punto di vista energetico.
Lastre di plastica, che possono rivestire le finestre, nelle quali sono incorporate speciali nanoparticelle che catturano e concentrano la luce solare, trasformando così comuni finestre in pannelli solari semitrasparenti.
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.
Gli LSC possono essere integrati nelle vetrocamere a doppio o triplo vetro che normalmente equipaggiano gli attuali infissi convenzionali, trasformandoli a tutti gli effetti in pannelli solari semitrasparenti.
La ricerca sugli LSC ha subito una improvvisa accelerazione, grazie tra l’altro a ricerche condotte proprio in Italia, ma resta comunque difficile trovare materiali idonei per l’assorbimento e la concentrazione della luce solare. Fino a ieri i migliori risultati erano stati ottenuti con sistemi relativamente complessi a base di elementi potenzialmente tossici come il cadmio, o non propriamente economici come l’indio e il selenio. Da oggi invece sarà possibile sostituire questi elementi con delle nanosfere di silicio.
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 Buildings”, ovvero edifici sostanzialmente autonomi da un punto di vista energetico, come previsto dalla normativa europea (direttive 31/2010/UE e 2012/27/UE) che entrerà in vigore entro il 2020.
Fondandosi su predizioni teoriche e svolgendo studi sperimentali, gli scienziati hanno individuato i parametri chiave che determinano la capacità di concentrazione della luce di nanoparticelle a base di elementi ecocompatibili 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).
Nanosfere di silicio: ecco il nuovo ingrediente dei concentratori solari luminescenti (LSC) che sono l’elemento fondamentale della tecnologia perfezionata dai ricercatori del Dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Miano-Bicocca per la realizzazione della finestre fotovoltaiche.
Le finestre fotovoltaiche sono la prossima frontiera nel settore delle energie rinnovabili in quanto permetterebbero di aumentare a dismisura le superfici di un edificio sfruttabili per la produzione di energia elettrica, senza tra l’altro modificarne l’estetica.
Una delle strategie più promettenti per la loro produzione è proprio quella degli LSC che sono che lastre di plastica contenenti dei particolari materiali otticamente attivi capaci di assorbire una parte della radiazione solare e concentrarla sui loro bordi.
Qui, in maniera del tutto invisibile per l’utente, vengono installate celle fotovoltaiche tradizionali che convertono la luce in corrente elettrica.
Negli ultimi tre anni la ricerca sugli LSC ha subito una improvvisa accelerazione, grazie tra l’altro a ricerche condotte proprio in Italia, ma resta comunque difficile trovare materiali idonei per l’assorbimento e la concentrazione della luce solare. Fino a ieri i migliori risultati erano stati ottenuti con sistemi relativamente complessi a base di elementi potenzialmente tossici come il cadmio, o non propriamente economici come l’indio e il selenio.
Da oggi invece sarà possibile sostituire questi elementi con delle nanosfere di silicio come dimostrato nello studio appena pubblicato su Nature Photonics ‘Efficient Luminescent Solar Concentrators based on Ultra-Earth-Abundant Indirect Band Gap Silicon Quantum Dots’ (DOI: 10.1038/NPHOTON.2017.5) che ha come autori Francesco Meinardi e Sergio Brovelli (docenti del Dipartimento di Scienza dei Materiali di Milano-Bicocca).
«Il silicio – spiegano i ricercatori – è economico, abbondante in natura, non tossico e capace piuttosto bene di assorbire la luce solare. Tuttavia, nella sua forma convenzionale, non è in grado di riemettere la luce una volta che l’ha assorbita, tanto è vero che viene usato per le celle solari classiche che sono del tutto opache. In questo lavoro, che abbiamo condotto in collaborazione con l’Università del Minnesota, siamo riusciti ad ingannare la natura riducendo le dimensioni dei nostri cristalli di silicio a pochi miliardesimi di millimetro. Su questa scala dimensionale è come se la natura non lo riconoscesse più come silicio e quindi gli permette di comportarsi come un eccellente emettitore che funziona benissimo all’interno dei nostri LSC.» Grazie a questi risultati, l’obiettivo di arrivare a pannelli fotovoltaici semitrasparenti e a basso costo, con efficienze fino al 5 per cento, è a portata di mano.
Le nanosfere appositamente ingegnerizzate dai ricercatori dell’Università Bicocca, sono alla base di un portafoglio di brevetti che ha dato vita, allo spin off universitario Glass To Power una start-up nata con l’obiettivo di sviluppare l’attività di ricerca industriale necessaria a trasformare dei prototipi di laboratorio in un prodotto commerciale.
Le finestre fotovoltaiche brevettate dall’Università di Milano-Bicocca su tecnologia LSC hanno vinto lo Special Recognition Award nella categoria Green Technology ai recenti R&D100 Awards 2016, assegnati negli Stati Uniti, e più recentemente i SetteGreen Awards del Corriere della Sera.
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 supporta 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 Sergio Brovelli e Francesco Meinardi, docenti rispettivamente di Fisica Sperimentale e di Fisica della Materia del Dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano-Bicocca, nasceva la società spin-off Glass to Power con la missione di trasformare la famiglia di brevetti in una realtà industriale per la produzione di vetrate fotovoltaiche semitrasparenti in grado di soddisfare il fabbisogno energetico di un edificio.
«Le nanoparticelle a semiconduttore sono il cuore degli LSC in quanto loro è il compito di assorbire e concentrare la luce solare – spiega Meinardi, presidente del Consiglio di Amministrazione di Glass to Power – per ottenere prestazioni elevate in dispositivi industrializzati 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 – conclude Sergio Brovelli, co-fondatore e presidente del consiglio Scientifico di Glass to Power – 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 per arrivare a breve sul mercato con prodotti certificati e costi contenuti».
Lo studio alla base della scoperta, “Evidence for the Band-Edge Exciton of CuInS2 Nanocrystals Enables Record Efficient Large-Area Luminescent Solar Concentrators” (DOI: 10.1002/adfm.201906629), è stato realizzato da un team di ricerca del Dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano-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 (U.S.A.) ed è stato appena pubblicato sulla rivista Advanced Functional Materials.
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E’ stata resa pubblica nei giorni scorsi la notizia di due importanti riconoscimenti per Glass to Power SpA.
La Startup innovativa fondata nel 2016 a Milano come spin-off dell’Università degli Studi di Milano Bicocca è infatti stata selezionata tra centinaia di Startup italiane come una delle più promettenti dal Politecnico di Torino e dalla Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa.
Il report annuale redatto dai ricercatori del Social Innovator Monitor del Politecnico di Torino inserisce Glass to Power tra le 15 migliori Startup innovative a significativo impatto sociale del 2020 in Italia.
A questo link del sito di Social Innovator Monitor è possibile scaricare la versione pubblica e la versione completa del report. Il Social Innovator Monitor è un prestigioso team costituito da ricercatori e professori di diverse università internazionali, uniti dall’interesse per l’innovazione e l’imprenditorialità a rilevante impatto sociale ed è coordinato dal Professor Paolo Landoni del Politecnico di Torino.
A Pisa, invece, l’Istituto di Management della Scuola Superiore Sant’Anna ha realizzato il libro “La buona impresa – Storie di Startup per un mondo migliore”, edito da Il Sole 24 Ore e in uscita in tutte le librerie italiane il 22 luglio. A questo link è possibile acquistare la copia del libro anche su Amazon. Valentina Cucino, Alberto Di Minin, Luca Ferrucci e Andrea Piccalunga raccontano le storie di 17 imprese italiane, tra le quali spicca Glass to Power, che operano con l’obiettivo di migliorare il mondo e risultano grande fonte di ispirazione per tanti giovani potenziali imprenditori. Inoltre un podcast su Book24 de Il Sole 24 Ore è disponibile a questo link.
Si tratta di due riconoscimenti molto prestigiosi per Glass to Power, che premiano il potenziale innovativo dell’azienda e l’impegno di tutto il team per realizzare un prodotto di grande impatto per la sostenibilità energetica ed ambientale degli edifici.
I vetri fotovoltaici trasparenti di Glass to Power rappresentano infatti una scelta edilizia sostenibile e responsabile, che merita di essere portata a conoscenza del maggior numero di interlocutori possibile per abilitare una vera e propria rivoluzione energetica nel modo in cui vengono concepiti gli insediamenti urbani.
