I proiettili, che si trovano in pessime condizioni di conservazione, consentono di ottenere un materiale oggi molto prezioso nell’industria dell’energia solare. La Germania ha trasformatovecchi proiettili di piombo del XVII e XVIII secolo in un composto fondamentale per l’energia solare del futuro, secondo uno studio pubblicato su Cell Reports Physical Science. Nello specifico, questa scoperta apre la strada a un processo di riciclaggio per potenziare le celle solari in perovskite. Il team del Centro di Ricerca di Jülich, a Erlangen, è partito da un materiale particolarmente problematico:munizioni storiche altamente contaminate, con residui di carbonio, impurità metalliche e segni di ossidazione accumulati nel corso dei secoli. Lungi dall’essere un dettaglio secondario, questa scelta mirava a mettere alla prova il metodo su una materia prima estremamente difficile da raffinare.
La chiave del lavoro sta nell’aver trasformato quel piombo degradato in ioduro di piombo di elevata purezza, un ingrediente necessario per produrre alcuni dei pannelli solari in perovskite più promettenti sul mercato. Non si tratta solo di riutilizzare rifiuti tossici, ma di dare loro uno sbocco industriale in un settore che cerca di ridurre i costi e migliorare il proprio rendimento energetico.
Come trasformano vecchi proiettili in materiale solare
Il processo si divide in due fasi. Innanzitutto, i ricercatori hanno fuso i proiettili, li hanno rimodellati a forma di elettrodi e li hanno immersi in una miscela di acetonitrile con iodio disciolto mentre applicavano corrente elettrica. Da quel bagno chimico hanno ottenuto ioduro di piombo di elevata purezza, riducendo al contempo l’uso di reagenti e la generazione di acque reflue contaminate dal piombo.
Successivamente, quella polvere gialla è stata utilizzata per coltivare cristalli di perovskite mediante una tecnica denominata cristallizzazione a temperatura inversa. In questo caso, è il calore, e non il freddo, a favorire la corretta formazione di molecole e strutture cristalline. Il risultato sono stati dispositivi con un’efficienza del 21%, una cifra che gli autori considerano competitiva in questo campo.
Ian Marius Peters, fisico e coautore dello studio, ha spiegato in un post su LinkedIn: “Le celle solari in perovskite dipendono dallo ioduro di piombo ad alta purezza, ma il piombo è tossico e la sua estrazione e raffinazione richiedono molte risorse”. Sulla stessa linea, ha aggiunto: “Milioni di tonnellate di piombo sono già presenti in flussi di rifiuti che rimangono sottoutilizzati”.
Perché la perovskite suscita così tante aspettative
I ricercatori sottolineano che l’obiettivo di fondo è recuperare parte del piombo che oggi va perso alla fine del ciclo industriale. Come espongono nel lavoro, tra il 30% e il 40% di questi rifiuti viene effettivamente abbandonato. Per questo sostengono che un sistema di riciclaggio più efficiente, simile a quello delle batterie al piombo-acido, sarebbe decisivo per aumentare la produzione di celle solari in perovskite. Sebbene la famiglia delle perovskiti non dipenda sempre dal piombo per funzionare, le varianti basate su questo elemento continuano a distinguersi per le loro prestazioni. Tonio Buonassisi, direttore del Laboratorio di Ricerca Fotovoltaica del MIT, aveva già sottolineato nel 2022 a MIT News: “I dispositivi a base di piombo continuano a migliorare costantemente le loro prestazioni; nessuna delle altre composizioni si è avvicinata in termini di prestazioni elettroniche”.
Questo vantaggio spiega il crescente interesse per questo tipo di tecnologia. Rispetto ai tradizionali pannelli al silicio, le perovskiti offrono la possibilità di essere integrate in materiali leggeri e flessibili, simili a tessuti, o di essere combinate in pannelli ibridi di perovskite e silicio. È qui che questa scoperta tedesca acquista rilevanza: trasformare un residuo tossico del passato in una risorsa utile per l’energia solare del futuro.
