Che cosa è il grafene? Avrete sicuramente sentito parlare di grafite, per intenderci, quella che si trova al centro delle matite e ci consente di scrivere. Questo materiale ne è un lontano parente e trova un’ampia applicazione nel settore del fotovoltaico.
Che cosa è il grafene
Due scienziati, André Geim e Kostya Novoselov, premio Nobel per la fisica nel 2010, incollando un blocco di grafite a un normalissimo nastro adesivo, hanno dato vita al foglio più sottile al mondo: il grafene. In termini più tecnici, il grafene viene ottenuto in laboratorio quando i cristalli di grafite sono trattati con delle soluzioni fortemente acide e successivamente ossidati ed esfoliati fino a ottenere uno strato monoatomico di atomi di carbonio ibridati nella forma sp². E’ per questo che si tratta del foglio più sottile del mondo, lo spessore del grafene è costituito da un solo strato di atomi!
Le caratteristiche del grafene
Si ottiene così un materiale estremamente versatile, costituito da un singolo strato di atomi di carbonio disposti a esagono a una distanza costante tra loro di 0,142 nanometri. E’ un materiale cristallino puramente bidimensionale è leggero, resistente (100 volte più dell’acciaio), flessibile (5 volte più dell’acciaio), trasparente e impermeabile. Ma soprattutto ha ottima conducibilità termica, elettrica ed elettronica. In questa maniera il grafene si candida a sostituire il silicio nei materiali elettronici di nuova generazione.
Fotovoltaico e Grafene. Il grafene potrebbe sostituire il Silicio!
Alcuni studi condotti da team di ricercatori statunitensi, hanno notato che applicando il grafene ai sistemi fotovoltaici si può ottenere un incremento dell’efficienza del 52%. Nel settore fotovoltaico, il grafene potrebbe sostituire il silicio, una risorsa molto cara e prossima all’esaurimento: si tratterebbe di aggiungere tale materiale al diossido di tungsteno presente nelle celle solari.
Materiale ecosostenibile
Il grafene è estraibile da oggetti di uso comune quali vetro, cibi e perfino escrementi, pobabilmente potrebbe essere estratto da qualsiasi materiale contenente l’elemento carbonio. L’unico problema è il processo di estrazione. Servono supporti di rame e forni alimentati da gas di argon e idrogeno a una temperatura di 1900°.
Nel processo il materiale estrattivo si decompone sotto il foglio di rame, mentre sopra di esso si sedimentano impurità e materiali di scarto. Nell’ambito della sostenibilità ambientale il grafene si rivela un ottimo alleato dell’ecologia e al servizio della green tecnology.