Un singolo strato di carbonio rivoluziona il panorama dell’energia sostenibile, aprendo la strada a nuove soluzioni per la produzione e la conservazione dell’energia, ma non solo.
di Massimo Imperatori
Negli annali dell’innovazione tecnologica, pochi materiali hanno catturato l’attenzione e stimolato l’entusiasmo come il grafene. Questo sottile strato di atomi di carbonio, scoperto nel 2004 da Andre Geim e Kostya Novoselov (entrambi Nobel per la Fisica nel 2010), ha rapidamente guadagnato il titolo di materiale del futuro. La sua versatilità e le sue proprietà straordinarie ne fanno un attore cruciale nella rivoluzione dell’energia rinnovabile, ma non solo.
Conoscere il grafene è come aprire una porta verso un mondo di possibilità. Si tratta di un singolo strato di atomi di carbonio, disposti in una struttura esagonale come un nido d’ape. Si tratta del materiale più sottile mai scoperto, più leggero dell’aria, eppure più forte dell’acciaio e persino del diamante. Infatti, questa combinazione di leggerezza e resistenza lo rende un compagno ideale per i settori dell’aviazione, automotive, aerospaziale, tecnologie biomediche, elettronico e molti altri ancora, contribuendo di fatto a ridurre l’impatto ambientale. Oggi, il “Graphene Flagship” fa parte dell’iniziativa scientifica di ricerca, sul grafene, più grande dell’Unione Europea. Con un budget di 1 miliardo di euro, il progetto rappresenta una nuova forma di iniziativa di ricerca congiunta e coordinata su una scala senza precedenti.
Il settore dell’energia rinnovabile è in costante evoluzione, e il grafene ha tutte le potenzialità per diventare il materiale del millennio. I ricercatori di tutto il mondo stanno sfruttando le proprietà uniche del grafene per migliorare l’efficienza e la durata delle celle solari. È stato recentemente ideato un pannello solare, sviluppato da un team cinese, che sfrutta il grafene per generare energia non solo dalla luce solare ma anche dalla pioggia. Questo pannello trasforma ogni goccia d’acqua in energia, aprendo nuove prospettive per la produzione sostenibile di energia. Invece, ricercatori italiani, ne stanno esplorando l’uso per la creazione di pannelli solari semitrasparenti e a basso costo. Utilizzando la tecnologia “dye-sensitized solar cell” (DSSC), sono riusciti a sostituire completamente il platino con il grafene, abbattendo i costi di produzione di circa diecimila volte, aumentandone il rendimento energetico, aprendo la strada a una maggiore diffusione dell’energia solare.
Le batterie sono il cuore pulsante dell’accumulo di energia e il grafene sta dimostrando di essere una componente vitale per migliorarne la performance. I ricercatori del Samsung Advanced Institute of Technology hanno creato batterie basate su “palle di grafene” che permettono ricariche cinque volte più veloci rispetto alle attuali batterie al litio. Questa innovazione non solo accelererebbe il processo di ricarica dei dispositivi mobili, ma potrebbe anche essere cruciale per lo stoccaggio e ricarica dei veicoli elettrici.
Oltre all’energia, il grafene offre soluzioni innovative anche nel campo della desalinizzazione dell’acqua marina. L’Università di Manchester ha sviluppato filtri a base di grafene che rimuovono i sali dall’acqua, rendendola potabile. Questo processo potrebbe rappresentare una svolta nel garantire risorse idriche ai Paesi con scarse infrastrutture, contribuendo, così, alla lotta contro la crisi idrica.
Il grafene sta aprendo un mondo di opportunità nell’energia rinnovabile. Le sue proprietà eccezionali, dalla conduzione elettrica e termica alla leggerezza e alla flessibilità, lo rendono un materiale ideale per trasformare il settore energetico. Dall’efficienza dei pannelli solari alla potenza delle batterie, dal miglioramento della conservazione energetica alla desalinizzazione, il grafene si sta dimostrando un alleato inestimabile nella ricerca di soluzioni sostenibili per le sfide energetiche globali. Questo materiale rivoluzionario potrebbe essere la chiave per un futuro energetico sostenibile e più luminoso per il nostro pianeta.