13.10.2021 17:00
LIGHT-CAP
Il progetto europeo che esplora soluzioni sostenibili per conversione e stoccaggio di energia solare
La sostenibilità ambientale è oggi un aspetto centrale dell'innovazione tecnologica e delle politiche europee per la ricerca. L'Unione Europea è pronta a raggiungere l'ambizioso obiettivo della neutralità climatica entro il 2050, e per raggiungerlo è fondamentale promuovere nuove soluzioni per l'energia, da fonti rinnovabili, come l’energia solare, e con consumi energetici efficienti ed efficaci.
Il Politecnico di Milano è partner del progetto LIGHT-CAP, che si posiziona in questo contesto con l’obiettivo di apportare un cambiamento radicale nell’ambito delle metodologie di conversione e stoccaggio dell'energia solare. Ancora oggi queste si basano principalmente su pannelli solari in silicio e batterie ingombranti, tenute separate in due dispositivi distinti. LIGHT-CAP introdurrà una nuova architettura basata sulle nanotecnologie, in grado di combinare le due funzionalità di conversione e stoccaggio in un unico dispositivo versatile.
LIGHT-CAP ha ottenuto un finanziamento di 3,18 milioni di euro dall'Unione Europea e il consorzio, coordinato dall'IIT-Istituto Italiano di Tecnologia, comprende partner UE ed extra UE con background accademico e industriale, in modo da arrivare anche a produrre i primi prototipi a fine progetto. In Italia, oltre all’IIT, sono coinvolti il Politecnico di Milano e la start-up di IIT, Bedimensional, attiva nella produzione di nanomateriali e nella loro implementazione in dispositivi per applicazioni energetiche.
L’obiettivo del progetto LIGHT-CAP è la fabbricazione di un dispositivo assimilabile a una batteria che si ricarica con la luce; il dispositivo, messo ad esempio sotto la luce del sole, si ricarica come una normale batteria quando attaccata alla rete. Sempre come con una normale batteria, l’energia immagazzinata potrà essere utilizzata per alimentare un apparecchio portatile. Oggi, per fare questo, servono due dispositivi: una cella fotovoltaica e una batteria. Il dispositivo del progetto sarà in grado di fare entrambe le cose.
Il meccanismo alla base è la separazione di cariche positive e negative dopo l’irraggiamento di luce all’interfaccia tra due nanomateriali, uno composto di nanoparticelle di pochi nanometri, l’altro sottile quanto uno o pochi atomi come il grafene.
Per fare ciò, il Politecnico di Milano studierà, con tecniche di spettroscopia in continua e ultraveloce (fino ad una risoluzione temporale di pochi femtosecondi), le proprietà ottiche dei nanomateriali fabbricati. Inoltre, si studieranno le interazioni fondamentali tra i diversi tipi di nanomateriali nelle interfacce liquido-liquido, liquido-solido, solido-solido. Le misure sperimentali saranno corroborate da diversi modelli teorici.
Il Politecnico di Milano coordinerà il secondo Work Package del progetto, focalizzato sulla caratterizzazione ottica, la caratterizzazione optoelettronica e la caratterizzazione elettrica dei nuovi nanomateriali e delle nuove interfacce ed eterogiunzioni.
I ricercatori utilizzeranno materiali ecocompatibili e facilmente reperibili (quali molti minerali presenti nella crosta terrestre), per evitare le criticità relative al loro approvvigionamento. Le idee innovative del progetto sono state premiate nell'ambito del bando europeo Horizon 2020 per "Tecnologie innovative di stoccaggio e conversione dell'energia a emissioni zero per la neutralità climatica" nel contesto del programma "FET Proactive: Emerging Paradigms and Communities".
Il consorzio LIGHT-CAP comprende: l’Istituto Italiano di Tecnologia (Italia), l’Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (Svizzera), la Technische Universitaet Dresden (Germania), la Justus-Liebig-Universitaet Giessen (Germania), il Politecnico di Milano (Italia) e la Fundacion IMDEA Energia (Spagna). Il progetto beneficia anche di una collaborazione extra-UE con un gruppo di ricerca presso l'Okinawa Institute of Science and Technology in Giappone, che fornirà competenze chiave nella sintesi e applicazione dei nanomateriali a base di grafene. Ulteriore supporto arriva dalla start-up di IIT Be-Dimensional e dall’azienda “Thales Research and Technology”.
Per saperne di più
La scheda del progetto LIGHT-CAP su Cordis, il portale dei risultati della ricerca dell'Unione Europea.