Come il Grafene è utile all'ambiente

Caratteristiche e applicazioni del grafene
Questo recente materiale, definito da più parti come il "materiale delle meraviglie" è costituito da un "foglio" di atomi di carbonio disposti in una struttura a nido d'ape, con spessore analogo alle dimensioni di un solo atomo e trova moltissimi possibili utilizzi nell’elettronica e nella tecnologia in generale. Dai numerosi studi e ricerche effettuati su questo materiale è emerso che ha proprietà incredibili, tra cui ha eccellente conduzione elettrica e termica, ha incredibile resistenza, ha grandissima flessibilità, è estremamente leggero, può essere impiegato sia nella produzione di energia rinnovabile che nel contenimento dei danni ambientali.
Le sue straordinarie proprietà vanno dalla grandezza microscopica all’estrema flessibilità, dalla capacità di super conduttore di energia elettrica, alla sua capacità di lasciarsi plasmare secondo le esigenze per ogni tipo di utilizzo senza rompersi, da una incredibile leggerezza e trasparenza alla capacità di dissipare rapidamente calore. Tra le prospettive, per quanto riguarda i materiali elettronici di nuova generazione, questa sostanza è la principale candidata per prendere il posto del molto sfruttato silicio.
Nel campo delle applicazioni probabili questo straordinario ed eclettico materiale ci permetterà di avere a breve tempo: schermi per televisori e monitor pieghevoli e arrotolabili al pari dei fogli di carta; fogli di grafene in grado di immagazzinare elevate quantità di energia; carta da parati elettronica che potrà funzionare come un grande schermo panoramico; vestiti con una struttura elettronica, indossabili e in grado di immagazzinare energia solo con il movimento del corpo. Una recente applicazione, fatta per ora in laboratorio, riguarda la capacità "desalinizzante" di questo materiale, che tramite una membrana di ossido di grafene riesce a separare il sale dall'acqua rendendola dolce e quindi bevibile, questa caratteristica in un prossimo futuro potrebbe divenere una svolta epocale nella vita di centinaia di milioni di persone che ora hanno gravi difficoltà nel reperire questo bene primario.

Applicazioni del grafene nel settore ambientale
Negli anni il grafene ci ha riservato qualche inaspettata sorpresa, ha infatti mostrato una nuova proprietà che in un prossimo futuro, potrebbe favorire la produzione di energia rinnovabile e pulita. Attualmente numerosi ricercatori stanno studiando le diverse e stupefacenti proprietà del grafene, e tra queste sta avendo notevole rilievo il suo utilizzo nel settore della produzione di energia, in cui c’è l’opportunità di produrre idrogeno a partire dall'acqua e di immagazzinarlo fra gli atomi di carbonio del grafene. L'idrogeno è un'alternativa pulita alle comuni fonti di energia non rinnovabili ed è il candidato ideale come combustibile per i dispositivi energetici del futuro, come le celle a combustibile. Quindi se nel prossimo futuro si avrà bisogno sia di produrre sia di stoccare l'idrogeno le proprietà del grafene permetteranno di farlo con un unica apparecchiatura. L'idrogeno è infatti prodotto principalmente dalle biomasse o dal gas naturale, attraverso processi che spesso richiedono un grande consumo energetico. Con alcune nuove metodologie applicative possiamo partire dall'acqua e ottenere una fonte di energia pulita, rinnovabile e a costi contenuti.
In tema di applicazioni nel settore ambientale il grafene è stato oggetto di numerose ricerche per quanto riguarda la bonifica delle acque dai rifiuti pericolosi e nel campo delle energie rinnovabili in particolare per il “grafene fotovoltaico“. I ricercatori in tempi recenti hanno ipotizzato e stanno studiando come questo materiale potrebbe essere estratto dai rifiuti organici urbani come quelli alimentari. Da finestre, lucernai e da altre superfici esposte alla luce del sole è possibile produrre energia elettrica installando “pannelli solari grafene”, che spalancheranno la via all’utilizzo di una nuova generazione di pannelli solari semitrasparenti e a basso costo rispetto a quelli prodotti con l’attuale tecnologia.
Esistono possibilità applicative del grafene, per una delle calamità ricorrenti italiane, come quella delle bonifiche e del disinquinamento di molti siti nel nostro paese; sembra che i materiali a base di grafene possiedano una capacità straordinaria di assorbire gli inquinanti organici, con particolare riferimento agli idrocarburi, sia per l’aria, l’acqua e il suolo. Altra rilevante applicazione del grafene è quella relativa alla produzione di una batteria elettrica, prodotto che ha le stesse caratteristiche di una batteria agli ioni di litio, ma con l'enorme vantaggio di ricaricarsi molto velocemente. Questo prodotto raggiungerà presto i mercati mondiali e sembra che addirittura in 16 secondi si possano ricaricare le batterie rispetto alle ore attualmente impiegate. Durante le fasi di ricerca si è appurato che nonostante la batteria sia stata scaricata e caricata migliaia di volte, la sua efficienza è rimasta pressoché inalterata quindi questo materiale ha una notevole capacità di preservarsi nel tempo.

Link di riferimento
Per un approfondimento in materia segnaliamo i link di:
- ENEA sulle proprietà tecniche di preparazione e applicazioni del grafene
- Qualenergia.it sull’energia elettrica elettrica prodotta da lle finestre tramite i pannelli fotovoltaici al grafene.