Riciclare le batterie al piombo usate per produrre celle solari. Nel progetto anche Eni [VIDEO]

L’avanzamento tecnologico si basa su un innovativo materiale, la perovskite

[19 agosto 2014]

Potrebbe essere una soluzione vantaggiosa per riciclare i materiali inquinanti dalle batterie delle auto in nuovi pannelli solari di lunga durata che  forniscono energia a emissioni zero: è il sistema, descritto nello studio “Environmentally-responsible fabrication of efficient perovskite solar cells from recycled car batteries” pubblicato su Energy e EnvironmentalScience, cui anche Mit News, il giornale del Massachusetts institute of technology (Mit), dà grande risalto. 

Portato avanti da un team di 5 ricercatori del Mit, e sostenuto dall’Eni attraverso la MIT Energy Initiative, il progetto si  basa su un recente sviluppo delle  celle solari che utilizza  un composto chiamato perovskite (organolead halide perovskite) ed una tecnologia che dopo i test iniziali è in rapido progresso, tanto che la sua efficienza è quasi competitiva con quella di altri tipi di solare cellule. Secondo una delle due autrici principali dello a studio, Angela M. Belcher  «Rispetto ai test iniziali ha dimostrato una buona efficienza in meno di due anni», Le celle fotovoltaiche basate sulla perovskite hanno raggiunto un’efficienza di conversione di oltre il 19%, ormai vicina a quella di molte celle solari commerciali a base di silicio.

La tecnologia della perovskite utilizza il piombo, la cui produzione produce pericolose scorie tossiche, ma utilizzando il piombo riciclato delle vecchie batterie per auto, il processo di fabbricazione può servire a non far finire il piombo in discarica o nell’ambiente per riutilizzarlo in pannelli fotovoltaici in grado di produrre energia per decenni.

Il materiale fotovoltaico a base di perovskite ha la forma di una sottile pellicola spessa appena mezzo micrometro, e lo studio del Mit dimostra che il piombo da una singola batteria per auto è in grado di produrre pannelli solari sufficienti a fornire energia a 30 famiglie. Inoltre produrre celle solari di perovskite è un processo relativamente semplice : «Ha il vantaggio di essere un processo a bassa temperatura e con un numero ridotto di step rispetto alla fabbricazione di celle solari convenzionali – dice la Belcher – Questi fattori contribuiranno a rendere più facile arrivare alla produzione su larga scala a basso costo».

Il riciclo del piombo nelle vecchie batterie delle auto è sempre più urgente, visto che vengono rapidamente sostituite da tipologie più efficienti, come le batterie agli ioni di litio. «Una volta che la tecnologia delle batterie si evolverà, oltre 200 milioni di batterie al piombo negli Stati Uniti dovranno potenzialmente essere ritirate, il che potrebbe causare un sacco di problemi ambientali – sottolinea la Belcher – Oggi, il 90% cento del piombo recuperato dal riciclaggio delle batterie usate è utilizzato per produrre nuove batterie, ma con il tempo il mercato per nuove batterie al piombo-acido probabilmente diminuirà, lasciando una potenziale grande riserva di piombo senza evidenti applicazione».

Con la nuova tecnologia, in un pannello solare finito, lo strato contenente piombo sarebbe completamente incapsulato da altri materiali, limitando il rischio di contaminazione da piombo dell’ambiente. Quando i pannelli avranno finito il loro ciclo di vita, il piombo sarà semplicemente riciclato in nuovi pannelli solari. Un altro ricercatore del MIt, Po-Yen Chen, fa notare che «Il processo per incapsularli sarà lo stesso utilizzato oggi per le celle polimeriche. Questa tecnologia può essere facilmente applicata». L’altra autrice principale dello studio, Paula T. Hammond, aggiunge: «E’ importante considerare i cicli di vita dei materiali nei sistemi energetici su larga scala. E qui crediamo che la pura semplicità di approccio faccia ben sperare per la sua attuazione commerciale».

La Belcher è convinta che le celle solari alla perovskite riciclate saranno adottate da altri ricercatori che si occupano di fotovoltaico e che così si potrà mettere a punto la tecnologia alla massima efficienza. Il lavoro del Team del Mit dimostra chiaramente che per la produzione di celle solari alla perovskite il piombo recuperato dalle vecchie batterie è altrettanto buono di quello appena prodotto.

Alcune imprese si stanno già preparando alla produzione commerciale di pannelli fotovoltaici alla perovskite, il che potrebbe richiedere altro  piombo e quello proveniente dal riciclo è il più disponibile ed evita problemi all’ambiente e per la salute dei minatori.

Videogallery

  • Recycling old batteries into solar cells