Dr. Malinkiewicz: Le cellule di perovskite sono la tecnologia del futuro

Martedì un inventore polacco ha visitato la capitale maltese, La Valletta Ricevere Un prestigioso premio assegnato dall’Ufficio Europeo dei Brevetti – l’European Inventor Award – e il Premio del Pubblico in questo concorso.

La Dott.ssa Olga Malinkiewicz, cofondatrice e CTO di Saule Technologies, insieme al suo team ha ricevuto il premio per le piccole e medie imprese (PMI). La fisica polacca ha battuto la concorrenza grazie alla “tecnologia dell’energia solare che utilizza celle solari in perovskite economiche ed ecologiche” – come scritto nella motivazione della sentenza.

porta: Come avete vinto tu e il tuo team la giuria del concorso?

Olga Malinkiewicz: Siamo in grado di stampare un pannello solare flessibile e leggero. Può essere utilizzato su qualsiasi superficie disponibile. Fuori, ma – e questa è una novità – anche dentro gli edifici. I pannelli solari tradizionali sono fantastici, ci servono per molti anni, producono energia, con loro possiamo costruire un parco fotovoltaico e metterli sui tetti. Ma è qui che finisce il suo utilizzo. I nostri pannelli consentono l’utilizzo di qualsiasi superficie: facciata, tetto, strutture leggere su cui non è possibile posizionare i normali pannelli. Ma anche sui mezzi di trasporto come barche o camion. Le celle di perovskite possono essere utilizzate ovunque sia necessaria energia.

porta: Quali proprietà della perovskite lo rendono un materiale unico?

Ohm: Innanzitutto sono molto efficienti: grazie a loro possiamo generare abbastanza elettricità per competere con il silicio. A sua volta, la sua flessibilità significa che possiamo integrarlo con molti oggetti, strutture e mezzi di trasporto di uso quotidiano esistenti. Quando si tratta del processo di produzione, la caratteristica unica della perovskite è la sua solubilità. Possiamo creare inchiostro utilizzato per stampare pannelli solari.

porta: La produzione di pannelli di perovskite è dannosa per l’ambiente?

Ohm: A differenza di altri impianti di produzione, che producono fumo, rumore e un grande consumo di acqua per le macchine di raffreddamento, il nostro stabilimento può operare nel centro della città. Nessuno ha bisogno di saperlo, perché la linea di produzione è costituita da una serie di stampanti collegate elettricamente.

porta: Quindi cosa sono esattamente le perovskiti?

Ohm: Sono un ampio gruppo di materiali diversi con la stessa struttura cristallina. Non tutti sono adatti per applicazioni con pannelli solari. Utilizziamo materiali creati sinteticamente. Mescoliamo gli ingredienti nelle proporzioni appropriate, aggiungiamo i solventi appropriati ed è così che viene creato l’inchiostro. Lo inseriamo in una grande stampante Ink Jet e lo stampiamo strato dopo strato su un foglio sottile, flessibile e leggero. Quando l’inchiostro cade sul chip, il solvente evapora lasciando cristalli che aderiscono alla superficie. Ci siamo specializzati in una tecnologia che produce sempre un prodotto della stessa qualità, senza difetti, un prodotto in grado di alimentare gli elettrodomestici.

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porta: Le cellule create nella tua azienda sono volate nello spazio.

Ohm: Loro volavano. E tutto sarebbe fantastico, ma purtroppo non siamo stati così fortunati. Dei 90 satelliti messi in orbita, quattro – compreso il nostro – non sono usciti dal razzo SpaceX perché la porta non si è aperta. Quindi non abbiamo avuto l’opportunità di testare le nostre cellule nello spazio, c’erano molti intermediari e non eravamo responsabili di tutto. È un dolore terribile dopo cinque anni di preparazione. E la prova che non tutto funziona la prima volta. Ma penso che i nostri quadri faranno un altro viaggio nello spazio, dobbiamo solo organizzare un budget per questo progetto.

porta: Esattamente, perché sparargli lì?

Ohm: Sulla Terra, numerosi test hanno dimostrato che è resistente alle radiazioni di elettroni e protoni. La quantità aggiuntiva di radiazioni che riceverebbe se lanciato in orbita non porterebbe a una diminuzione della sua efficienza. Questo è il caso di altre tecnologie altamente efficienti: le radiazioni cosmiche causano gravi inconvenienti.

Il nostro materiale è così specifico che i danni arrecati non ne riducono l’efficienza. Dal momento che è stampato, ha una struttura caotica e molti difetti, quindi un po’ di radiazione non lo danneggerà e la sua efficienza rimarrà la stessa. Nel caso di altre celle, l’invio nello spazio comporta un forte calo di efficienza. Ma vorremmo testarlo in orbita. Lo vedo come un futuro spaziale per i fogli di perovskite.

Altre caratteristiche promettenti delle nostre celle sono la flessibilità, la leggerezza e qualsiasi forma. Attualmente le celle prodotte con le tecniche tradizionali sono sempre quadrate o rettangolari. Stampiamo le nostre tavole sulla stampante. C’è poca geometria coinvolta nella progettazione di una cella di questo tipo, ma puoi stampare qualsiasi forma e ricavarne una tavola. Pertanto ogni elemento del satellite può essere una superficie che genera elettricità.

Guardando al futuro, potremmo aprire un’era – ma questo è davvero un futuro lontano – di pannelli sviluppati per applicazioni spaziali. Ciò è attualmente impossibile, poiché le cellule non sono abbastanza flessibili, ma possiamo stampare perovskiti su materiali molto sottili e leggeri. Ci sono aziende specializzate in soluzioni che implicano l’imballaggio dello spazio più grande possibile nel più piccolo spazio possibile. Possono aprire la vela da una scatola di fiammiferi. Una vela del genere, se fosse un pannello di perovskite, potrebbe fornire energia aggiuntiva ai satelliti più piccoli e, ad esempio, aumentare la potenza dei computer di bordo assetati di energia. Penso che anche gli imprenditori saranno interessati a questo. Ma veniamo con i piedi per terra: prima di tutto dobbiamo finire quello che abbiamo iniziato qui. Lo spazio è ancora davanti a noi.

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porta: Parli di queste cellule come se fossero dispositivi perfetti.

Ohm: No, ovviamente ogni soluzione presenta degli inconvenienti. Ad esempio, dopo la stampa, i materiali che produciamo devono essere protetti dall’acqua perché sono molto sensibili all’acqua. Su un pianeta dove l’acqua è comune, questo non è un compito facile, ma può essere fatto. Tuttavia, i vantaggi superano chiaramente gli svantaggi delle perovskiti.

porta: Perché hai intrapreso questo campo?

Ohm: Sono sempre stato uno sperimentatore. In precedenza mi sono occupato di vari altri materiali per celle solari e, prima ancora, di display OLED (diodo organico a emissione di luce). Una volta che ho testato questo materiale, e quando l’ho avuto tra le mani per la prima volta, ho potuto vedere la differenza. Per me era chiaro che quello era il materiale del futuro. Sentivo brividi lungo la schiena e non riuscivo a dormire. Ero al terzo anno del mio dottorato di ricerca in fisica, e non era nemmeno oggetto della mia tesi di dottorato. All’improvviso, i tre anni trascorsi a cercare altri materiali sono scomparsi in un istante. Sono andato dal mio supervisore della ricerca e gli ho detto che avevo perso interesse nel fare qualsiasi altra cosa e che ora volevo lavorare sulle perovskiti. Fortunatamente era comprensivo, altrimenti sarei stato così testardo.

porta: L’invenzione è solo metà della battaglia. Qual è lo stato attuale della vostra azienda?

OM: Abbiamo percorso una strada lunga, accidentata e complicata. La quantità di lavoro che deve essere fatto per creare l’infrastruttura e il team per ottenere i finanziamenti è indescrivibile. Sono passati 10 anni da quando ho registrato la mia azienda. Oggi abbiamo uno stabilimento a Breslavia, dove la produzione potrebbe non essere eccezionale, ma abbiamo dimostrato di essere in grado di produrre celle su scala industriale. Lo stabilimento è stato inoltre sottoposto a verifica da parte di TÜV Rheinland, un organismo di certificazione leader del settore. Abbiamo ottenuto la certificazione IEC (uno standard di sicurezza globale che definisce i requisiti per i sistemi di gestione della sicurezza delle informazioni – nota PAP) per i nostri moduli flessibili utilizzati nei dispositivi elettronici di consumo. Il prossimo passo sarà ottenere la certificazione per l’utilizzo outdoor dei nostri prodotti. Queste certificazioni sono molto importanti perché dimostrano che la tecnologia è ormai matura per la produzione industriale.

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porta: Quali sono le celle più grandi che si possono creare utilizzando questa tecnica?

Ohm: Nella nostra fabbrica stampiamo unità di un metro quadrato. Potrebbero non essere necessari articoli più grandi in questo momento, poiché questi articoli possono essere combinati. Grazie alla possibilità di stampare celle di qualsiasi forma, possiamo, ad esempio, creare numerose strisce per tende in questa scala.

porta: Ci sono clienti per questi prodotti?

Ohm: Abbiamo potenziali clienti, ma al momento non siamo in grado di soddisfare le loro esigenze. Ecco perché costruiamo una fabbrica più grande e miglioriamo e miglioriamo il prodotto in base al feedback degli utenti precedenti. Cerchiamo investitori e siamo ben preparati – spero – per l’ultimo round di investimenti. Cerchiamo un compagno di vita. Gli forniamo una tecnologia certificata collaudata su una piccola linea di produzione industriale. Non è più solo un campione ottenuto in laboratorio, ma è diventata una tecnologia con prospettive.

Vogliamo costruire una grande fabbrica in grado di produrre quantità commerciali di celle, almeno 700.000 metri quadrati all’anno. Lo stabilimento di Wrocław ha una capacità produttiva di diverse migliaia di metri quadrati e ora lo stiamo espandendo per aumentare la nostra capacità produttiva e automatizzare completamente i processi nella fase finale della produzione dei pannelli. L’interesse è molto alto e non sono preoccupato per i clienti.

porta: e cosa?

Ohm: Riusciremo ad aumentare la produzione e a migliorare il prodotto in tempi rapidi per non essere da meno della concorrenza? Si lavora sulle celle di perovskite in tutto il mondo e si stanno facendo molti investimenti in questa tecnologia, ad esempio in Cina. Fortunatamente, nessuno lo fa su un foglio su scala come la nostra, alcune persone producono tali celle su vetro.

porta: Hai chiamato la tua azienda Saule, in onore degli dei del sole del Baltico. E’ questa la tua idea?

Ohm: Mi piacerebbe, ma ho un topo di biblioteca nella mia famiglia e una persona colta mi ha aiutato fin dall’inizio. È stata lei a suggerirmi questo nome.

Intervistato a La Valletta da Anna Bojaska (PAP)

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