Il cromo potrebbe rivoluzionare i pannelli solari

Il cromo si sta dimostrando un’enorme promessa come alternativa economica e abbondante ai metalli utilizzati negli schermi degli smartphone e nelle celle solari.

Di Andrea Paolo | Pubblicato il 16 agosto 2023 alle 10:00 EDT

Alcuni dei materiali più costosi e difficili da reperire presenti negli schermi degli smartphone e nelle celle solari potrebbero presto essere gradualmente sostituiti da un sostituto più economico ed esponenzialmente più comune. Questo sostituto non è una scoperta nuova: in realtà è spesso associato ad elettrodomestici da cucina e motociclette.

Ogni volta che un frigorifero, uno strumento o un altro articolo di un'azienda viene pubblicizzato come "acciaio inossidabile", deve ringraziare il cromo. I produttori apprezzano da tempo le proprietà anticorrosive del metallo duro e lucido e la sua aggiunta all'acciaio gli consente di resistere al degrado e all'ossidazione. Nel frattempo, la galvanica di un sottile strato di cromo sopra un altro metallo produce quella che è comunemente nota come cromatura: si pensi alle motociclette Harley-Davidson o alle auto hot rod. Il cromo può riflettere fino al 70% della luce dello spettro visibile e fino al 90% della radiazione infrarossa.

Secondo i risultati recentemente pubblicati su Nature Chemistry da un team dell'Università svizzera di Basilea, anche la sostituzione attenta del cromo nei catalizzatori e nei materiali luminescenti funziona quasi altrettanto bene dei loro tradizionali componenti metallici nobili, osmio e rutenio, ma a una frazione del costo. Inoltre, il cromo è 20.000 volte più comune all'interno della crosta terrestre rispetto ai metalli nobili, entrambi rari quasi quanto l'oro o il platino.

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Come ha spiegato The Independent il 14 agosto, il team ha prima inserito atomi di cromo accanto a idrogeno, carbonio e azoto all’interno di una struttura molecolare rigida. In questa disposizione, il cromo era molto più reattivo dei suoi contrappunti di metalli nobili, mantenendo allo stesso tempo al minimo la perdita di energia durante le vibrazioni molecolari.

Quando irradiato da una lampada rossa, il composto di cromo immagazzinava anche energia nelle sue molecole per un potenziale utilizzo successivo, proprio come la fotosintesi di una pianta. "Per questo motivo, c'è anche la possibilità di utilizzare i nostri nuovi materiali nella fotosintesi artificiale per produrre combustibili solari", ha affermato in una recente dichiarazione Oliver Wenger, responsabile della ricerca e professore presso il dipartimento di chimica dell'Università di Basilea.

Sebbene precedenti ricerche sulle alternative ai metalli nobili abbiano indagato il potenziale dell’utilizzo di ferro e rame con un certo successo, inizialmente il cromo sembra funzionare molto meglio di entrambe le opzioni. Detto questo, Wenger ammette che “non sembra chiaro quale metallo alla fine vincerà la corsa quando si tratterà di future applicazioni nei materiali luminescenti e nella fotosintesi artificiale”.

Andando avanti, il team di Wenger spera di ampliare la propria ricerca per essere testata in altre applicazioni, che potrebbero consentire alle molecole di brillare attraverso lo spettro dei colori per includere tonalità rosse, verdi e blu. Inoltre, l’ottimizzazione delle sue caratteristiche catalitiche potrebbe spingerlo ulteriormente verso un materiale alternativo praticabile da utilizzare negli impianti di energia solare.

Andrew Paul è lo scrittore dello staff di Popular Science che si occupa di notizie tecnologiche. In precedenza, ha collaborato regolarmente con The AV Club e Input, e ha avuto lavori recenti presentati anche da Rolling Stone, Fangoria, GQ, Slate, NBC e Internet Tendency di McSweeney. Vive fuori Indianapolis.