Il NanoFiore 'GeS' che immagazzina e produce energia fotovoltaica

Un fiore come il garofano usato al fine di immagazzinare l’energia nelle batterie al litio o per assorbire la luce nei pannelli solari: non parliamo di un film di fantascienza ma è quello che potrebbe succedere tra qualche anno. Del resto, si sa che copiare i fenomeni naturali dà molto spunto per creare scoperte e innovazioni tecnologiche. Un team di ricercatori facente parte dell’Università della North Carolina, Stati Uniti, ha messo a punto strutture analoghe a fiori, composte di solfuro di germanio (GeS), ossia un materiale semi-conduttore. Queste strutture sono dotate di «petali» estremamente sottili, i quali sviluppano una superficie enorme. Questi «fiori» che, assomigliano a quelli dei garofani o di tagete, ma sono piccolissimi, possono essere utilizzati per una nuova generazione di accumulatori di energia e celle solari. Il materiale simile alla grafite, per la sua struttura atomica, è molto interessante per l’utilizzo nelle celle solari anche perché è relativamente poco costoso e non è tossico. Al contrario di molti dei materiali attualmente utilizzati nelle celle solari che sono costosi ed estremamente tossici. «Realizzare questi nanofiori di GeS (i petali sono spessi soltanto 20-30 nanometri e lunghi 100 micrometri) è molto interessante in quanto in una piccola quantità di spazio riusciamo a concentrare una grande superficie», come afferma Linyou Cao, docente di scienza dei materiali e ingegneria presso l’Università della Nord Carolina e co-autore dello studio pubblicato da Acs Nano. «Un’applicazione potrebbe essere per esempio l’incremento significativo della capacità di accumulo energetico delle batterie agli ioni di litio, poiché una struttura più sottile con superficie più grande può contenere più ioni di litio. Per lo stesso motivo, questa struttura del fiore di GeS potrebbe condurre a una maggiore capacità per i super-condensatori, che sono anche usati per lo stoccaggio di energia». La mini-struttura in solfuro di germanio si piega come i petali di un fiore dando vita a una grande superficie. I nanofiori nascono dai vapori. Il solfuro di germanio viene messo in un forno fino a quando non inizia a vaporizzare. Il vapore poi viene fatto convergere verso una zona di raffreddamento dove il GeS si deposita in fogli sottilissimi. Con l’aggiunta di ulteriori strati, i fogli si dispongono a raggio creando un motivo floreale simile a un garofano. Il GeS è simile a materiali come la grafite, che si depositano in strati o fogli. Tuttavia la struttura atomica del GeS è molto diversa da quella della grafite e molto più efficace nell’assorbire l'energia solare e trasformandola in energia utilizzabile. Ciò rende i nanofiori allettanti per l'utilizzo in celle solari, anche per il fatto che il GeS è relativamente poco costoso e non è tossico. Nelle celle solari infatti molti materiali attualmente impiegati sono sia costosi che estremamente tossici. Il Ges è simile alla grafite, come materiale. Ma la sua struttura atomica è molto diversa da quella della grafite e molto più in grado di assorbire energia solare e trasformarla in energia utilizzabile. Il solfuro di germanio viene messo in forno, fino al momento in cui inizia a vaporizzare. Questo vapore viene poi fatto convergere verso una zona di raffreddamento dove il GeS si deposita in fogli sottilissimi, i quali si dispongono a raggio, creando un motivo floreale che somiglia a un garofano. Il Ges è simile alla grafite, come materiale. Ma la sua struttura atomica è molto diversa da quella della grafite e molto più in grado di assorbire energia solare e trasformarla in energia utilizzabile. Il solfuro di germanio viene messo in forno, fino al momento in cui inizia a vaporizzare. Questo vapore viene poi fatto convergere verso una zona di raffreddamento dove il GeS si deposita in fogli sottilissimi, i quali si dispongono a raggio, creando un motivo floreale che somiglia a un garofano. Sebbene non si tratti di un prodotto artificiale, il fine per il quale sono stati creati questi nano-fiori tecnologici è la maggiore efficienza energetica delle batterie e delle celle solari.