Ilaria Rosella Pagliaro L'evoluzione delle celle solari: dall'1% di efficienza di Charles Fritts fino alle recenti scoperte sull'azulene, un enigma chimico che potrebbe rivoluzionare l'energia solare
@Dan Molter/Wikimedia Commons
Il campo delle energie rinnovabili ha conosciuto progressi esponenziali nel corso degli anni, in particolare nella ricerca e nello sviluppo di pannelli solari sempre più efficienti. Una recente ricerca condotta dall’Istituto di Chimica Organica e Biochimica (IOCB) di Praga potrebbe rappresentare una svolta in questo contesto. Il focus di questo studio riguarda l’azulene, una molecola aromatica che ha confuso gli scienziati per anni, in particolare riguardo al suo colore blu.
Anche se l’enigma del suo colore è stato risolto negli anni ’70, le sue peculiarità non si fermano qui. Infatti, l’azulene sfida la regola di Kasha, una teoria consolidata che spiega come le molecole riescano a emettere luce soltanto nei loro stati eccitati. Come appena accennato, le recenti scoperte dell’Istituto di Chimica Organica e Biochimica di Praga hanno finalmente svelato il segreto del comportamento anomalo di questa molecola.
L’importanza dell’azulene per l’efficienza energetica
I ricercatori dell’IOCB hanno ora compreso la ragione di questa anomalia. Secondo l’autore principale della ricerca, Tomáš Slanina, la stabilità della molecola, o “aromaticità”, cambia quando è in diversi stati eccitati. Nello stato base, l’azulene è stabile, ma nel suo primo stato eccitato diventa instabile, senza emettere luce. Questo lo porta rapidamente a un secondo stato eccitato in cui emette energia sotto forma di fotoni ad alta energia, ovvero produce luce.
Questa scoperta ha implicazioni significative per il campo della fotochimica e, in particolare, per la produzione di energia solare. Comprendere come l’azulene e molecole simili convertano l’energia attraverso la bioluminescenza potrebbe contribuire a sviluppare molecole ancora più efficienti nella conversione dei fotoni solari in elettricità utilizzabile, come specificato da Slanina:
Stiamo esaminando queste molecole in grado di assorbire e immagazzinare energia luminosa: possono gestirla bene, senza sprechi. Quindi possono trasmetterla come fotoni di fluorescenza o… trasferire l’energia a un’altra molecola.
Un grande potenziale, che potrebbe rivelarsi fondamentale per la costruzione di celle solari sempre più efficienti e in grado di sfruttare al meglio l’energia praticamente illimitata del Sole.
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Fonte: American Chemical Society
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