Nuove tecnologie al servizio della strategia europea per la cosiddetta neutralità climatica, saranno sviluppate dal progetto LIGHT-CAP, un'iniziativa di ricerca di 4 anni il cui obiettivo principale è apportare un cambiamento radicale nell’ambito delle metodologie di conversione e stoccaggio dell'energia solare. I ricercatori utilizzeranno nanotecnologie all'avanguardia per mettere a punto sistemi in grado di raccogliere la luce solare, convertirla e allo stesso tempo immagazzinarne l'energia sotto forma di cariche elettriche, in modo sostenibile e con bassi costi di produzione.
Il progetto 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.
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".
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.
In questo contesto, il progetto LIGHT-CAP intende cambiare drasticamente lo stato dell'arte della conversione dell'energia solare e del relativo immagazzinamento, che ancora oggi si basa 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.
I ricercatori utilizzeranno materiali ecocompatibili e facilmente reperibili (quali molti minerali presenti nella crosta terrestre), per evitare le criticità relative al loro approvvigionamento. In particolare, l'approccio del progetto LIGHT-CAP si fonda sull’uso di una combinazione di materiali dalle dimensioni ridotte fino alla nanoscala (nanoparticelle) a base di carbonio (come il grafene) insieme a composti di alcuni tipi di ossidi di metalli (Indio, Zinco, Stagno), normalmente impiegati nelle componenti elettroniche di molti dispositivi di uso quotidiano (cellulari, displays, LED). Questi materiali hanno dimostrato una capacità di accumulo delle cariche elettriche molto competitiva rispetto alle tecnologie impiegate correntemente per le batterie, esibendo al contempo, ottime stabilità a lungo termine e ciclabilità (cicli multipli di carica/scarica).
Lo scopo del progetto è quello di fornire una soluzione più efficiente per l’assorbimento di energia solare, la sua conversione, l’immagazzinamento e il rilascio controllato (sotto forma di energia elettrica), da implementare nella fabbricazione di dispositivi anche portatili, producendo potenzialmente un impatto considerevole nel campo dell'elettronica mobile.
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”.
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