Università Milano-Bicocca: nanoantenne fluorescenti

Dall’Università di Milano-Bicocca in collaborazione con l’Università Kyushu in Giappone nanoantenne fluorescenti per non sprecare neanche un raggio di Sole.

Invisibili nanocristalli fluorescenti che come piccole antenne catturano l’intero spettro solare. Up-Converting Metal-Organic-Frameworks è il nuovo materiale sviluppato dall’Università di Milano-Bicocca in collaborazione con l’Università Kyushu in Giappone per cercare di non sprecare neanche un raggio di Sole.

Violetto, blu, azzurro, verde, giallo, arancione e rosso. Il Sole colpisce la Terra con un infinito spettro di frequenze elettromagnetiche, un arcobaleno di colori con diverse energie che possono essere raccolti per produrre elettricità. Le tecnologie fotovoltaiche attualmente in uso non sono però in grado di sfruttare tutto lo spettro solare, e nel migliore dei casi i dispositivi arrivano a raccogliere solo due terzi della luce disponibile.

Per cercare di risolvere questo problema, Angelo Monguzzi, del Dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano-Bicocca, e il gruppo guidato da Nobuo Kimizuka, della Kyushu University a Fukuoka in Giappone, hanno messo a punto delle nanoantenne fluorescenti in grado di recuperare parte della luce sprecata dai dispositivi. Lo studio “Fast and long-range triplet exciton diffusion in metal-organic frameworks for low power photon up-conversion” è stato pubblicato sulla rivista Nature Materials (doi:10.1038/nmat4366).

Gli scienziati hanno progettato e sintetizzato dei particolari nanocristalli ibridi metallo-organici per migliorare l’efficienza di raccolta della luce delle celle solari. In pratica, i cristalli fluorescenti catturano la radiazione sprecata e la convertono in fotoni (i cosiddetti quanti di luce) ad alta energia che vengono poi facilmente assorbiti dai dispositivi. Il nanomateriale funziona grazie all’interazione tra due molecole: un’antenna, che cattura l’energia sulla superficie del cristallo, ed un convertitore, che costituisce il cristallo stesso, riceve l’energia dall’antenna e genera i fotoni ad alta energia (il cosiddetto meccanismo di up-conversion).

Si tratta del primo esempio di materiali solidi efficienti per up-conversion di fotoni, da integrare in dispositivi funzionanti per migliorarne la performance e favorirne l’utilizzo su larga scala come fonte di energia rinnovabile.

“In questo sistema”, spiega Angelo Monguzzi, assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università di Milano-Bicocca, “le molecole convertitore sono artificialmente organizzate in un reticolo ordinato che favorisce il trasporto dell’energia assorbita massimizzando l’efficienza di conversione della luce solare. Il grande vantaggio di questa tecnica è la sua alta efficienza di conversione anche in condizioni di luce debole, al contrario di altri meccanismi studiati che funzionano solo se sottoposti a una radiazione pari a migliaia di soli. La realizzazione di questo materiale concettualmente complesso porterà anche allo sviluppo di nuovi materiali ibridi avanzati da impiegare in altri campi della fotonica e dell’optoelettronica, per esempio per produrre circuiti flessibili e LED”.

Contenuti correlati

• 
  Sistema di accumulo di energia trasportabile e pronto all’uso da Socomec

  Socomec presenta il nuovo Sunsys HES L Skid, un sistema modulare compatto che si integra perfettamente con l’esistente sistema di accumulo di energia Sunsys HES L. Il nuovo design è in grado di migliorare il rendimento complessivo,...
• 
  Migliore safety, prestazioni e sicurezza per TotalEnergies con la rete OT di Allied Telesis

  TotalEnergies, azienda multi-energy globale, ha aggiornato la rete OT delle sue piattaforme per l’estrazione di petrolio e gas nel Mare del Nord con un’infrastruttura di nuova generazione di Allied Telesis, attivo a livello globale nelle soluzioni di...
• 
  Consumi energetici condominiali: bollette più sostenibili con le luci LED

  Un condominio con 80 punti luce può ottenere fino al 60% di risparmio energetico con il solo passaggio al LED e fino al 78% integrando anche un sistema di gestione dell’illuminazione connessa, con una riduzione della CO2...
• 
  Al CNOS-FAP di Torino una parete didattica con tecnologie Schneider Electric

  Inaugurato a Torino nel  CNOS – FAP Re Rebaudengo un nuovo, importante spazio dedicato alla didattica sulle tecnologie più evolute per il settore energetico, all’insegna di digitalizzazione, efficienza e sostenibilità. Si tratta di una “parete tecnologica” dotata...
• 
  Alimentare il mondo digitale

  Socomec, azienda specializzata in soluzioni di alimentazione integrate, offre una nuova serie di innovazioni tecnologiche concepite per garantire la disponibilità dell’alimentazione e le prestazioni energetiche.12 Le infrastrutture critiche odierne devono soddisfare i requisiti di implementazione rapida e...
• 
  Walk the green talk, SEW organizza un tour sotto il segno dell’efficienza

  Nei moderni impianti industriali è fondamentale preservare l’ambiente pur perseguendo obiettivi di riduzione dei costi di produzione ed energetici, senza compromettere la produttività, e mantenendo un vantaggio competitivo sul mercato internazionale. La razionalizzazione e la gestione intelligente...
• 
  Edifici intelligenti e sostenibili: il caso Green Pea a Torino

  Non c’è da stupirsi, dunque, se l’edificio ha vinto l’Innova Retail Award 2021, premio dedicato ai progetti innovativi del settore. Da subito, il Green Pea è diventato un punto di riferimento per la sua vocazione a basso impatto...
• 
  Efficienza, monitoraggio e controllo remoto

  Come è possibile garantire controllo, sicurezza, aggiornamento e riconfigurazione dei dispositivi periferici? Leggi l’articolo
• 
  RFID entra nell’industria del lighting per programmare i driver LED

  RFID Global annuncia la conformità di una serie di device RFID in banda HF ed NFC allo standard Zhaga Book 24 e 25, che apre questi device al mondo dell’illuminazione led indoor e outdoor. Ecco Smart, CPR30+,...
• 
  Dai rifiuti della Lombardia subito biometano per alimentare 200 mila auto per un anno

  70 milioni di metri cubi di biometano, capaci di alimentare 200 mila auto per 11 mila km all’anno ciascuna, reperibili letteralmente a km 0, grazie ai soli rifiuti umidi (Fordu) e ai fanghi provenienti dalla depurazione delle...