- Può un vetro produrre energia, rigenerarsi da solo e ridurre i rifiuti edilizi?
- Sarà davvero la soluzione green per l’architettura sostenibile?
Scienziati cinesi sviluppano vetro solare autoriparante che mantiene il 95% di efficienza dopo 10 cicli di riciclo
Un team di ricerca cinese ha messo a punto un vetro solare semitrasparente e riciclabile in grado di rigenerarsi con un semplice trattamento termico. Il materiale raggiunge una conversione energetica del 5,56%, un’efficienza ottica del 32,5% e una trasparenza del 78,3%, rendendolo idoneo per applicazioni architettoniche come finestre fotovoltaiche e facciate solari.
Una nuova generazione di vetro solare sostenibile
I concentratori solari luminiscenti (LSC) permettono di integrare produzione elettrica e trasparenza estetica negli elementi edilizi. Questi dispositivi catturano parte della luce solare, la convertono in emissione luminosa e la guidano verso celle fotovoltaiche posizionate sui bordi, trasformando superfici come vetri e lucernari in generatori di energia solare.
Limiti dei nanocristalli e necessità di alternative scalabili
La maggior parte degli LSC finora si è basata su nanocristalli: soluzioni efficienti in laboratorio ma costose e difficili da produrre su larga scala. I processi implicano spesso solventi tossici, bassa produttività e scarsa possibilità di riciclo. Per una reale diffusione commerciale servono materiali più economici, sicuri e ripetibilmente riciclabili.
Il nuovo materiale: ETP₂SbCl₅ e le sue prestazioni
Il gruppo guidato dalla professoressa Xiyan Li (Università di Nankai) ha sintetizzato, a temperatura ambiente, un composto fosforescente giallo indicato come ETP₂SbCl₅. Trasformato in vetro tramite un trattamento termico, il materiale ha mostrato, in un prototipo di 3×3×0,5 cm³, una conversione energetica del 5,56%, un’efficienza ottica del 32,5% e una trasparenza del 78,3%, valori compatibili con applicazioni architettoniche reali.
Funzionamento: conversione UV e trasmissione verso le celle
Il vetro assorbe efficacemente la radiazione ultravioletta sotto i 420 nm, proteggendo gli ambienti interni dalla radiazione UV. Attraverso il meccanismo di emissione per eccitone autointrappolato (STE), la radiazione viene riconvertita in luminiscenza ad alto rendimento quantico (52,6%) che viene quindi incanalata lungo il materiale verso le celle poste sui bordi, massimizzando la raccolta energetica senza compromettere l’aspetto visivo.
Autoriparazione e riciclabilità: rigenerazione a 200 °C
Il tratto distintivo del materiale è la capacità di rigenerarsi: riscaldandolo a 200 °C il vetro recupera la struttura e la funzionalità luminosa. Dopo dieci cicli di riciclo il prototipo ha mantenuto il 95% della sua efficienza luminosa originaria, riducendo significativamente i rifiuti e allungando il ciclo di vita del prodotto.
Benefici per l’edilizia sostenibile e l’economia circolare
L’adozione di questo vetro riciclabile offre vantaggi concreti per l’edilizia e la sostenibilità urbana:
- Integrare produzione di energia solare direttamente nelle superfici edilizie.
- Ridurre la domanda energetica degli edifici grazie a finestre fotovoltaiche e facciate produttive.
- Minimizzare gli scarti con la possibilità di rigenerazione termica ripetuta.
- Offrire protezione UV senza ridurre la luce naturale.
- Favorire un modello di economia circolare per componenti edilizi ad alta durata.
Applicazioni pratiche e potenziali sviluppi di mercato
Oltre a finestre intelligenti e lucernari, il materiale si presta a tetti traslucidi, arredo urbano con capacità solare, illuminazione LED e applicazioni antifalsificazione. La compatibilità con processi di trasformazione ripetuti suggerisce un possibile percorso di integrazione industriale, purché si superino le sfide di scala e di costo nella produzione.
Implicazioni normative e prospettive
L’evoluzione normativa verso materiali più efficienti e riciclabili può favorire la diffusione di soluzioni come questo vetro solare autoriparante. Se la produzione verrà scalata a costi contenuti, il materiale potrebbe entrare negli standard dell’edilizia sostenibile in climi soleggiati e contribuire alla decarbonizzazione delle città.
Il prototipo sviluppato dal team di Nankai rappresenta un passo concreto verso vetri che coniugano estetica, funzionalità fotovoltaica e sostenibilità: vetro solare trasparente, riciclabile e capace di autoripararsi, con potenziali applicazioni immediate nell’architettura e nell’illuminazione.
Per maggiori informazioni: “Concentratore solare luminescente riciclabile da derivato della perovskite senza piombo” pubblicato su Nature.