Efficiency_and_Environment_03_2019

116 Efficiency & Environment - Marzo 2019 Speciale Nanotecnologie per l’energia catalizzatori, celle a combustibile, dispositivi biomedicali, utensili da taglio e altri ancora. Dall’inizio del XXI secolo le nanotecnologie si sono sviluppate in modo esponenziale; secondo una proiezione dell’ILO (International Labour Orga- nization), entro il 2020 il 20% circa di tutti i prodotti fabbricati nel mondo impiegheranno una certa quota di nanotecnolo- gie. Il campo della green innovation è tra quelli che maggior- mente possono sfruttare le peculiarità delle nanotecnologie e in particolare il settore energia può trarre notevoli vantag- gi dalle loro applicazioni. Le nanotecnologie si presentano come risorsa preziosa per l’aumento dell’efficienza energeti- ca in tutti i settori industriali e per gli utilizzi economici della produzione di energia rinnovabile attraverso nuove soluzioni tecnologiche e tecnologie di produzione ottimizzate. Le in- novazioni derivanti dalle nanotecnologie possono incidere su tutta la filiera energetica: sulle fonti di energia, sui pro- cessi di conversione, sulla distribuzione, sullo stoccaggio e sui consumi. Le fonti di energia Le nanotecnologie consentono miglioramenti di grande ri- lievo nell’utilizzo delle fonti energetiche convenzionali. Ba- sterà citare due esempi. Uno è quello delle sonde perforanti impiegate per lo sfruttamento dei giacimenti petroliferi e di gas naturale e per lo sviluppo dell’energia geotermica: il ri- corso a sonde con rivestimenti in nanomateriali consente di ottimizzare la durata e l’efficienza dei sistemi di prelievo e quindi di risparmiare costi. Un altro esempio è quello dei na- nomateriali ad alto rendimento utilizzabili sia per rendere più leggere e più robuste le lame dei rotori dei generatori eolici e degli impianti per sfruttare l’energia delle maree, sia negli strati di protezione contro l’usura e la corrosione di com- ponenti meccanicamente sollecitati (cuscinetti, scatole del cambio, ingranaggi ecc.). È però nel campo delle rinnovabili che le nanotecnologie po- tranno giocare il loro ruolo principale. Si pensi anzitutto all’u- so intensivo dell’energia solare attraverso i sistemi fotovoltaici: è ormai assodato che le nanotecnologie possono aumentare in maniera sostanziale la capacità di assorbimento delle celle solari sostituendo il silicio cristallino con silicio nanostruttu- rato. Le celle solari, come è noto, generano energia elettrica grazie all’effetto fotoelettrico: il materiale delle celle assorbe la luce solare e conseguentemente emette elettroni. Nel foto- voltaico di prima generazione questo processo di conversione impiegava come materiale attivo il silicio cristallino da 150- La scienza si fa sempre più ‘nano’ Il campo della green innovation è tra quelli che maggiormente possono sfruttare le peculiarità delle nanotecnologie e in particolare il settore energia può trarre notevoli vantaggi dalle loro applicazioni S i sta ampiamente avverando la profe- zia del celebre scienziato statuniten- se Richard Feynman, premio Nobel per la fisica 1965 che, intervenendo al Convegno Annuale della Ameri- can Physical Society nel dicembre 1959, aveva fatto la storica affermazione: “There is plenty of room at the bottom” ovvero “C’è un sacco di spazio laggiù”; e aveva documentato la sua tesi sostenendo che “Non c’è nulla nelle leggi della fisica che impedisca di rendere gli ele- menti di un computer più piccoli di quanto lo sono ora” e che, più in generale, dal mondo dell’ ultra-microscopico potevano arrivare grandi cambiamenti a livello macroscopico. Quella conferenza viene comunemente indicata come l’evento che segna la nascita delle nano- scienze e delle nanotecnologie, cioè della sco- perta e della colonizzazione di quel mondo si- tuato alle dimensioni comprese tra 1 e 100 nm, nel quale sono fioriti e continuano a moltiplicarsi una grande quantità di nanomateriali, definiti (se- condo la Raccomandazione della Commissione Europea del 18/10/2011) come quelli contenenti nanoparticelle allo stato libero, aggregato o ag- glomerato e in cui, per almeno il 50% della distri- buzione dimensionale numerica, una o più di- mensioni esterne sono comprese tra 1 e 100 nm. Le particolari caratteristiche e le innovative proprietà ottiche, meccaniche, elettriche, cata- litiche dei nanomateriali ne hanno reso molto vantaggioso l’utilizzo in una grande varietà di applicazioni, quali ad esempio: sensori di gas, Mario Gargantini Foto tratta da www.pixabay.com