L'energia solare si sta reinventando per diventare flessibile, leggera e trasparente.

Madrid, 8 luglio (EFE).- Finestre che generano energia con la luce del sole, serre che producono elettricità mentre coltivano cibo... Oltre alla tecnologia solare basata sul silicio, un materiale efficace ma con limiti nel suo utilizzo, sta emergendo una nuova strada: il fotovoltaico molecolare.

Un nuovo percorso flessibile e leggero "promette di arrivare dove quello più convenzionale non è riuscito ad arrivare", ha detto a Efe Tomás Torres, vincitore del Premio nazionale di chimica Enrique Moles 2024.

Su piccola scala, la tecnologia solare molecolare "con soluzioni efficienti e adattate" potrebbe rivoluzionare l'elettronica, l'architettura o l'agricoltura, spiega il prestigioso scienziato in un'intervista a Efe. La scorsa settimana, il re Filippo gli ha conferito uno dei Premi Nazionali per la Ricerca 2024 nella categoria Scienza e Tecnologia Chimica.

"L'esempio delle serre è particolarmente significativo". Oggigiorno, quando il sole diventa troppo caldo, "si aprono le finestre" per evitare il surriscaldamento, con conseguente spreco di energia e risorse.

"Se si coprono le pareti della serra con queste pellicole organiche, è possibile ridurre la temperatura, generare elettricità e mantenere una luce sufficiente per le colture", afferma Torres.

L'energia solare convenzionale si basa sul silicio, un materiale molto efficace, ma con caratteristiche che ne complicano la versatilità su determinate superfici: è rigido, pesante e scuro.

Al contrario, il fotovoltaico molecolare, ancora in fase di sviluppo e con numerose sfide ancora in sospeso, si basa principalmente su materiali organici.

Ciò consente di realizzare "dispositivi flessibili, leggeri e persino trasparenti", aprendo nuove possibilità, spiega il professore emerito di Chimica organica presso l'Università Autonoma di Madrid (UAM) e ricercatore senior presso l'IMDEA Nanoscience di Madrid.

La tecnologia solare molecolare basata su materiali organici e perossidi "non è inizialmente progettata per la produzione di elettricità su larga scala. È fragile, meno durevole e in alcuni casi contiene ancora piombo o è sensibile all'umidità e al calore", avverte il prolifico ricercatore, con oltre 650 pubblicazioni e cinquanta brevetti, che detiene anche lauree honoris causa dalle università di Ivanovo (Russia) e Miguel Hernández (Elche).

Tra i suoi precedenti riconoscimenti si annoverano anche la medaglia d'oro della Real Sociedad Española de Chimía (2013), il premio Miguel Catalán della Comunità di Madrid (2017) e il premio tedesco Alexander von Humboldt - JC Mutis nel 2023.

Che cosa sono i pannelli fotovoltaici molecolari?

Secondo Torres, il fotovoltaico molecolare è un modo per sfruttare la luce solare per generare elettricità utilizzando materiali organici, ovvero a base di carbonio.

Esistono già numerose famiglie di celle solari organiche e organo-inorganiche, come quelle polimeriche, sensibilizzate a coloranti (DSSC) o perovskite (PSSC), che stanno iniziando ad apparire in prodotti commerciali come indumenti tecnologici o finestre intelligenti.

Per decenni, Torres ha studiato diverse tecniche molecolari per catturare la luce solare e trasformarla in elettricità. Il suo attuale campo di lavoro include anche il tentativo di imitare la fotosintesi artificiale, la capacità delle piante di trasformare la luce solare in energia e materia.

La clorofilla ha una struttura basata su una porfirina, una molecola organica macrociclica dall'immenso potenziale. "Imitarla può aprire strade significative a livello energetico", sottolinea Torres.

Il professore ammette di essere molto grato per il nuovo premio: è il riconoscimento di molti anni di lavoro, soprattutto perché tutti i risultati ottenuti sono stati il ​​frutto del lavoro di squadra con stretti collaboratori.

Fondamentale è stata anche l'interazione con altri gruppi di ricerca multidisciplinari, sia spagnoli che internazionali. "Niente di tutto questo può essere realizzato da soli", afferma.

Il contesto energetico globale

Secondo lo scienziato, l'emergenza climatica, i recenti blackout e la saturazione delle reti elettriche in alcuni Paesi delineano un contesto globale che non fa che evidenziare l'urgente necessità di diversificare le fonti energetiche.

"Il sole è la più grande fonte di energia che abbiamo. Non può essere sprecata. La tecnologia ci permette di sfruttarla in modo distribuito, integrato e pulito", afferma lo scienziato.

I pannelli solari al silicio sono già presenti a milioni su tetti, parchi solari e parchi industriali. Ciò che distingue la nuova generazione di energia solare dal fotovoltaico molecolare non è solo la sua base chimica, ma anche la sua versatilità e leggerezza, secondo l'esperto.

"I materiali molecolari possono essere applicati sotto forma di pellicole sottili come la pellicola trasparente. Possono adattarsi a qualsiasi superficie", spiega Torres.

Ciò rende possibile la produzione di finestre che generano energia lasciando entrare la luce, dispositivi intelligenti che si ricaricano con la luce ambientale e serre che sfruttano il sole non solo per far crescere le piante, ma anche per alimentare il funzionamento della struttura.

Torres non riesce a immaginare un futuro senza silicio, almeno per ora. "Ogni tecnologia avrà la sua nicchia. Il silicio continuerà a essere fondamentale per le grandi installazioni, ma nei dispositivi mobili, nell'abbigliamento intelligente o negli ambienti urbani complessi, la tecnologia molecolare ha perfettamente senso", sottolinea. EFE

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