Alcuni pannelli solari costituiti di perovskite inquinano il suolo più di quanto si potesse ritenere

L'evoluzione delle tecniche produce innovazioni, che valorizzano materie prime (estratte in miniera, o prodotte in agricoltura). L'interesse intorno alle materie prime può però a volte arrivare a influenzare la stabilità politica, o a danneggiare l'ambiente, dei luoghi in cui ne avviene la produzione e l'estrazione.

La storia di tante nazioni eternamente sottosviluppate è costellata di situazioni in cui attività molto remunerative si contrappongo agli interessi delle locali popolazioni.
Il recente colpo di stato in Bolivia era stato, ad esempio, immediatamente preceduto dalla disdetta, da parte del locale governo, di un accordo con un'impresa tedesca, interessata a sfruttare un'attività estrattiva di litio, che avrebbe però alterato un ecosistema caratteristico, in cui vive una locale popolazione andina. Il peso politico di tali popolazioni è riuscito alla fine a influenzare la scelta del governo di sinistra boliviano, sotto la presidenza di Evo Morales, che però, passati pochi giorni, veniva deposto da un colpo di stato parlamentare, capeggiato da Janine Añez.

Il principale impiego industriale del litio è nella produzione di accumulatori di elevate quantità di corrente elettrica, necessari a garantire prolungata autonomia a dispositivi tecnologici divenuti indispensabili (telefoni cellulari, tablet, computer, accumulatori per panelli fotovoltaici).
Al crescere della domanda di litio il suo prezzo di mercato inevitabilmente sale, erodendo i margini di guadagno delle industrie che da esso dipendono; tale situazione spinge quindi l'apertura di nuove miniere, rispetto alle quali le industrie, che utilizzano litio sono inevitabilmente interessate. I principali produttori di litio sono Australia, Cile, Cina, Argentina, Zimbabue, Portogallo, Brasile, Namibia.

Il consumatore finale non si avvede degli interessi che accompagnano la filiera estrattiva, ma essi sono direttamente collegati alla sua domanda di beni tecnologici, con conseguenze sulla stabilità politica di nazioni del terzo mondo, a prescindere dai buoni propositi che spingano (ad esempio, in un'ottica di economia circolare) ad acquistare batterie al litio, per aumentare l'accumulo di energia fotovoltaica, necessaria per l'autoconsumo di corrente che, in caso contrario, verrebbe invece integralmente venduta/riversata nella rete elettrica italiana, per poi essere nuovamente acquistata (per le proprie necessità).
Sarebbe comunque peggio acquistare batterie al piombo, che sono meno efficienti e fortemente inquinanti, ma tale consapevolezza non ha impedito anche di produrre e acquistare pannelli solari, con celle fotovoltaiche al piombo, che in tal caso risultano più efficienti nel produrre corrente.

I pannelli solari con celle fotovoltaiche al piombo sono composti di Perovskite (->PSC=perovskite solar cell), un nuovo materiale semiconduttore, metallorganico, contenente ioni di iodio e cationi di metilammonio (Me+), che possono essere circondati sia da piombo, che, in alternativa, da stagno.
I pannelli dotati di celle fotovoltaiche contenti piombo incontrano però maggiore interesse, poiché sono stati migliorati fin dal 2009 e la loro efficienza energetica è passata dal 4% al 25% (al contrario di quanto avvenuto per i pannelli, la cui perovskite contenga invece stagno).

Una recente ricerca condotta presso il centro Helmholtz di Berlino, l'Università Agricola e Forestale Cinese di Fujian e l'Università di Napoli si è posta l'obiettivo di valutare il rischio derivante dall'utilizzo di questo particolare composto organometallico, all'interno dei pannelli fotovoltaici, poiché il piombo può inquinare in modo grave il suolo e le acque sotterranee.
La ricerca è stata pianificata dal docente italiano Antonio Abate, che insegna presso l'Helmholtz-Zentrum di Berlino. Egli ha collaborato con Junming Li, Hai-Lei Cao, Wen-Bin Jiao, Qiong Wang, Mingdeng Wei, Irene Cantone, Jian Lü, scienziati vegetali dell'Università di Fujian, dove sono anche stati compiuti gli studi, insieme con un gruppo di ricercatori dell'Università di Napoli.

Nella sperimentazione compiuta, i ricercatori hanno contaminato campioni di terreno con piombo proveniente sia da batterie, che da celle solari a base di perovskite e poi vi hanno coltivato differenti specie di piante. Successivamente al periodo di sviluppo vegetativo, le foglie di queste piante e gli altri loro organi vegetativi sono stati analizzati.

Apparentemente il ridotto contenuto di piombo in tali pannelli (=0,8 gr/mg) e l'abituale scarsa solubilità di tale metallo nel suolo porterebbero a scartare l'ipotesi del rischio d'inquinamento, ma al contrario di quanto si potesse inizialmente ritenere è stato invece dimostrato che il piombo proveniente dalla perovskite era 10 volte più disponibile per l'assorbimento da parte delle piante, rispetto a quello proveniente da altre fonti di origine industriale.
'E quel che è più rilevante', sottolinea la Dott.ssa Qiong Wang , del gruppo di ricerca del prof. Abate 'l'abilità di assorbimento cresce con la concentrazione di perovskite nel suolo'.

La causa di ciò è stata ricollegata, come ella suggerisce, alla circostanza che i cationi organici contenuti nella perovskite cambiano il pH del suolo e quindi promuovono l'assorbimento di piombo da parte delle piante.
'Questi risultati mostrano che non possiamo considerare la perovskite come (fosse) solo un altro contaminante a base di piombo', conclude Abate.

Abate ha ottenuto una borsa di studio di ricerca europea e attualmente sta sviluppando celle solari alla perovskite, prive di piombo, che si servono quindi di stagno come componente metallico. Anche lo stagno, egli riferisce, è molto tossico, ma esso reagisce molto velocemente a produrre forme insolubili in acqua.

Una serie di esperimenti che egli ha condotto, utilizzando la menta come pianta test, su terreno contaminato con stagno hanno mostrato che le piante ne assorbono solo una piccola quantità.
Tuttavia le celle solare di perovskite che siano prive di piombo sono attualmente meno efficienti e presentano anche dei problemi di stabilità del composto con cui sono realizzate, però come sottolinea il prof. Abate: 'Dobbiamo studiare questa classe di materiali in modo molto esteso.
Naturalmente è importante aumentare l'efficienza e la stabilità di lungo periodo, ma abbiamo anche bisogno di assicurare che questi materiali non pongano a rischio l'ambiente'.

Fonte/i: Helmholtz-Zentrum Berlin, 21 gennaio 2020

Autore dell'articolo: , 31 gennaio 2020

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