Energie alternative: creata la foglia artificiale.

[berserkdan78]

Originariamente inviato da sbudellaman

Dove vuoi arrivare ? Apparte la combustione di sostanze organiche, conosci altri metodi attualmente utilizzati per sfruttare la fotosintesi naturale ? Per quanto indiretto, è l'unico metodo realmente diffuso ed utilizzato... quindi di che dovrei parlare ?

non voglio arrivare a niente, dico solo che tutta l'energia che arriva sul pianeta e' di derivazione solare, a parte l'energia radioattiva, quella del calore interno della terra e quella chimica.

[berserkdan78]

Originariamente inviato da jumpjack

Esatto!

No, il problema è che invece di usare l'energia solare direttamente mediante motori elettrici, la usiamo solo dopo che è passata per la trasformazione da energia in piante e animali, da piante e animali in petrolio e carbone, e da petrolio e carbone in elettricità.
Tutti passaggi inutili, che avevano senso solo quando, 200 anni fa, scoprirono petrolio e carbone ma non esistevano i pannelli solari.
Oggi come oggi, affidarsi ancora alla "trafila del petrolio" è buffo e dannoso allo stesso tempo...

be in effetti il ragionamento fila, in effetti vale si la legge che dice che l'energia non si distrugge, ma si trasforma solamente, ma vale anche la legge che dice che una certa parte di quell'energia diventa subito indisponibile aumentando l'entropia dell'universo.
quindi, piu'ì passaggi attuo, per quanto siano ad alta rendita, piu' energia perdo per sempre (ovvio che non la perdo, ma resta indisponibile per SEMPRE, visto che per utilizzarla dovrei usare piu' energia di quella che ricaverei.
e' ovvio quindi che l'energia che ricavo bruciando il petrolio e' solo una parte di quella che avrei ricavato sfruttando l'energia chimico organica degli organismi che lo hanno generato.- lo stesso vale per il sole, solo una minima parte viene elaborata in energia chimica.

[sbudellaman]

Originariamente inviato da berserkdan78

non voglio arrivare a niente, dico solo che tutta l'energia che arriva sul pianeta e' di derivazione solare, a parte l'energia radioattiva, quella del calore interno della terra e quella chimica.

Appunto per questo io ho parlato specificatamente di energia proveniente dalla fotosintesi naturale... parlare invece di energia proveniente direttamente dal solare è un altra cosa

[hibone]

Originariamente inviato da sbudellaman

Non proprio, quello lo sappiamo già.

sappiamo qual'è il coefficiente di cattura operato durante la fotosintesi?
non è che potresti riportare qualche dato?


visto che nei post successivi al mio la discussione ha preso una piega tutt'altro che tecnica, vedo di riportare in carreggiata l'argomento...

Secondo me, a leggere l'articolo, non è questo il vantaggio principale, anche se non è male come cosa

il senso della mia affermazione precedente, aka "avere la possibilità di abbandonare la pessima tecnologia del silicio" è legata al fatto che il silicio ha notevoli e significativi limiti intrinseci, per cui il processo di conversione dell'energia presenta dei limiti che sono di fatto invalicabili dalla tecnologia attuale, e quindi occorre cambiare tecnologia, o modificare quella attuale, se si vogliono ottenere vantaggi seri.

Il principale problema è legato al fatto che la produzione di un elettrone all'interno della regione di svuotamento di una giunzione pn, è condizionata all'energia della radiazione incidente. Tale condizionamento inoltre è presente sia verso il basso che verso l'alto. Di fatto, anche senza stare a presentare numeri visto che l'emissione fotoelettronica è un processo più che documentato, se la radiazione ha energia, quindi lunghezza d'onda, inferiore ad una soglia minima, essa non è sufficiente a promuovere un elettrone verso la banda di conduzione, e quindi va a riscaldare il pannello. Per converso se l'energia è più alta di quella strettamente necessaria a promuovere un elettrone verso la banda di conduzione, data la quantizzazione di energia necessaria al processo, la parte eccedente va anch'essa a riscaldare il pannello.

Per converso invece, dato che esistono diverse varianti di colorofilla in grado di operare con frequenze differenti per la radiazione luminosa, è possibile sfruttare lo spettro in modo più efficiente, ovviando eventualmente alla produzione indesiderata di calore. In altri termini visto che già le piante e i batteri hanno fatto tutto il lavoro di mettere a punto la tecnologia necessaria, non sarebbe male l'idea di prenderla a prestito.

http://gifh.wordpress.com/2010/08/22...n-conoscevamo/

[sbudellaman]

Originariamente inviato da hibone

sappiamo qual'è il coefficiente di cattura operato durante la fotosintesi?
non è che potresti riportare qualche dato?

Certo

In natura per la fotosintesi naturale delle piante si parla in media dell'1-2% di "efficienza"... nel senso che il 2% dell'energia luminosa viene convertito in energia chimica. Se non sbaglio me ne parlò al liceo il mio prof di biologia, ma comunque puoi trovare riscontri nel web. Ovviamente vanno visti i vari casi, per quanto la media sia comunque questa... comunque questo articolo ad esempio è interessante e ne parla abbastanza bene http://www.marioagostinelli.it/energ...20articolo.pdf

Originariamente inviato da hibone

il senso della mia affermazione precedente, aka "avere la possibilità di abbandonare la pessima tecnologia del silicio" è legata al fatto che il silicio ha notevoli e significativi limiti intrinseci, per cui il processo di conversione dell'energia presenta dei limiti che sono di fatto invalicabili dalla tecnologia attuale, e quindi occorre cambiare tecnologia, o modificare quella attuale, se si vogliono ottenere vantaggi seri.

...

Certo certo, ed infatti ho precisato che non è affatto male come cosa trovare qualcosa che sostituisca il silicio in meglio. Però rimane sempre e comunque il fatto che viene fornita energia in maniera non continua, dal momento che non è possibile accumularla.

Diverso invece è il caso della fotosintesi artificiale argomento del thread... nella speranza che abbia capito come funzioni Infatti l'energia solare la puoi immagazzinare in modo efficiente (o almeno così viene detto) sotto forma di idrogeno. Col fotovoltaico invece ciò è più complesso ed inefficiente dal momento che andrebbero usate batterie. Ovvio che il problema magari non è del tutto risolto ma è un bel passo avanti.
Insomma quello che voglio dire è che magari, ai puri fini pratici, non è tanto importante "come la prendi" l'energia solare (con i pannelli, coi funghi, coi batteri...) quanto piuttosto come la accumuli per poterla usare in modo continuo. Ovvio che se poi sta fotosintesi artificiale si rivela inefficace dal punto di vista dell'efficienza è un altro discorso, però concettualmente l'idea mi piace...

[hibone]

Originariamente inviato da sbudellaman

Certo

In natura per la fotosintesi naturale delle piante si parla in media dell'1-2% di "efficienza"... nel senso che il 2% dell'energia luminosa viene convertito in energia chimica. Se non sbaglio me ne parlò al liceo il mio prof di biologia, ma comunque puoi trovare riscontri nel web. Ovviamente vanno visti i vari casi, per quanto la media sia comunque questa... comunque questo articolo ad esempio è interessante e ne parla abbastanza bene http://www.marioagostinelli.it/energ...20articolo.pdf

per la reazione fotochimica primaria si parla di efficienza variabile tra il 92 e il 98%... ovviamente poi l'efficienza cala perché il processo comporta una serie di reazioni che arriva alla sintesi degli zuccheri, se però fosse possibile sfruttare la sola fase primaria non sarebbe male...

Certo certo, ed infatti ho precisato che non è affatto male come cosa trovare qualcosa che sostituisca il silicio in meglio. Però rimane sempre e comunque il fatto che viene fornita energia in maniera non continua, dal momento che non è possibile accumularla.

nota : energia != elettricità

Diverso invece è il caso della fotosintesi artificiale argomento del thread... nella speranza che abbia capito come funzioni Infatti l'energia solare la puoi immagazzinare in modo efficiente (o almeno così viene detto) sotto forma di idrogeno.

se ciò di cui stiamo parlando è questo:
http://www.businessmagazine.it/news/...qua_36073.html

già è stato fatto un grosso errore, visto che non si sintetizza un bel niente...
poi c'è da vedere come la cella possa separare idrogeno e ossigeno, onde evitare che il sistema esploda, poi c'è da vedere quanto costa comprimere l'ossigeno...

per cui parlare di convenienza, allo stato attuale se non altro, è molto relativo.

Col fotovoltaico invece ciò è più complesso ed inefficiente dal momento che andrebbero usate batterie. Ovvio che il problema magari non è del tutto risolto ma è un bel passo avanti.

il fotovoltaico è inefficiente a prescindere da quello che a valle del pannello. puoi anche metterci dei supercondensatori o delle induttanze a superconduttore ma la realtà dei fatti cambia di poco...

Ovvio che se poi sta fotosintesi artificiale si rivela inefficace dal punto di vista dell'efficienza è un altro discorso, però concettualmente l'idea mi piace...

io invece valutavo proprio l'efficienza, perché qualsiasi cosa esca fuori da quel sistema, se per avere una produzione apprezzabile devo tappezzarci un paese, non vale neppure la pena prenderla in considerazione.

Poi è ovvio che se il sistema è integrabile con la realtà contingente (ovvero se produce idrogeno ), tanto meglio, però non ha gran che utilità stare a parlare dell'ovvio

[sbudellaman]

Originariamente inviato da hibone

per la reazione fotochimica primaria si parla di efficienza variabile tra il 92 e il 98%... ovviamente poi l'efficienza cala perché il processo comporta una serie di reazioni che arriva alla sintesi degli zuccheri, se però fosse possibile sfruttare la sola fase primaria non sarebbe male...

Si. Le piante usano mediamente solo l'1-2%, se poi l'uomo riuscirà artificialmente a sfruttare la sola fase primaria sarà una bella scoperta

nota : energia != elettricità

giusto

se ciò di cui stiamo parlando è questo:
http://www.businessmagazine.it/news/...qua_36073.html

già è stato fatto un grosso errore, visto che non si sintetizza un bel niente...

Scusa, non ti seguo più. Dov'è l'errore e chi l'ha commesso ? Da quel che ho capito l'energia luminosa viene usata per separare idrogeno e ossigeno, dopodichè l'idrogeno può essere utilizzato per produrre energia. C'è qualche errore ?

poi c'è da vedere come la cella possa separare idrogeno e ossigeno, onde evitare che il sistema esploda, poi c'è da vedere quanto costa comprimere l'ossigeno...

per cui parlare di convenienza, allo stato attuale se non altro, è molto relativo.

Beh ma è giusto comunque che si facciano ipotesi, dopotutto è l'argomento del thread. Dal momento che si parla di un apparecchio sperimentale e che sappiamo poco di come funziona, è ovvio che si parla di speculazioni che non possono essere convalidate oggettivamente nè dall'una nè dall'altra parte. Si possono presentare solo opinioni personali (ovviamente un minimo argomentate)...
Quando sapremo di più sul progetto si potrà dire qualcosa di più certo, per ora ci hanno solo detto che hanno raggiunto buoni risultati, io spero sia vero.

il fotovoltaico è inefficiente a prescindere da quello che a valle del pannello. puoi anche metterci dei supercondensatori o delle induttanze a superconduttore ma la realtà dei fatti cambia di poco...

a parlare dell'efficienza del fotovoltaico qui si aprirebbe una polemica OT... ed infatti io non vi ho fatto alcun riferimento.
Quello che invece volevo dire è che per quanto un pannello o un qualsiasi apparecchio che sfrutti la luce possa essere efficiente, rimane il fatto che l'energia elettrica viene prodotta in modo molto incostante dal momento che l' "insolazione" cambia (di notte produci molto di meno, o non produci affatto, per farmi capire). A questo si può ovviare parzialmente proprio immagazzinando l'energia, quindi secondo me è un aspetto tutt'altro da trascurare

io invece valutavo proprio l'efficienza, perché qualsiasi cosa esca fuori da quel sistema, se per avere una produzione apprezzabile devo tappezzarci un paese, non vale neppure la pena prenderla in considerazione.

Ma è ancora sperimentale, non abbiamo la minima idea dell'efficienza che lo strumento potrebbe raggiungere, una volta che la tecnologia sarà pienamente "rodata", testata e valorizzata. I primi pannelli fotovoltaici sperimentali raggiungevano a malapena il 2% in efficienza... il fatto poi che questa tecnologia permetta di immagazzinare l'energia elettrica (si spera) in modo efficiente, è la cosa che mi fa sperare di più.

[hibone]

Originariamente inviato da sbudellaman

Scusa, non ti seguo più. Dov'è l'errore e chi l'ha commesso ? Da quel che ho capito l'energia luminosa viene usata per separare idrogeno e ossigeno, dopodichè l'idrogeno può essere utilizzato per produrre energia. C'è qualche errore ?

in giro l'hanno chiamata fotosintesi artificiale. il punto è che il processo non sintetizza un bel niente. al limite scinde l'acqua, per cui sarà fotolisi al limite, non fotosintesi...

Beh ma è giusto comunque che si facciano ipotesi, dopotutto è l'argomento del thread. Dal momento che si parla di un apparecchio sperimentale e che sappiamo poco di come funziona, è ovvio che si parla di speculazioni che non possono essere convalidate oggettivamente nè dall'una nè dall'altra parte. Si possono presentare solo opinioni personali (ovviamente un minimo argomentate)...
Quando sapremo di più sul progetto si potrà dire qualcosa di più certo, per ora ci hanno solo detto che hanno raggiunto buoni risultati, io spero sia vero.

l'idea di fondo è che la realtà applicativa sarà molto meno rosea di quella ipotizzata... imho ovviamente...

a parlare dell'efficienza del fotovoltaico qui si aprirebbe una polemica OT... ed infatti io non vi ho fatto alcun riferimento.

in linea di principio convertitore di energia si ritiene inefficiente perché converte solo il 25-35% dell'energia ricevuta, che sia un motore termico o un pannello fotovoltaico, tecnicamente non fa differenza. se uno vuole polemizzare lo fa per ragioni ideologiche che nulla hanno a che vedere con la tecnica o la scienza.

Quello che invece volevo dire è che per quanto un pannello o un qualsiasi apparecchio che sfrutti la luce possa essere efficiente, rimane il fatto che l'energia elettrica viene prodotta in modo molto incostante dal momento che l' "insolazione" cambia (di notte produci molto di meno, o non produci affatto, per farmi capire).

questo concetto era già chiaro prima, noto tecnicamente come "disponibilità della sorgente" se non erro. L'idea è però che anche una sorgente incostante può trovare applicazione in vari ambiti, tipo l'illuminazione stradale, cartellonistica etc.

al contrario, per un pannello inefficiente anche questa possibilità è preclusa...

Ma è ancora sperimentale, non abbiamo la minima idea dell'efficienza che lo strumento potrebbe raggiungere, una volta che la tecnologia sarà pienamente "rodata", testata e valorizzata. I primi pannelli fotovoltaici sperimentali raggiungevano a malapena il 2% in efficienza... il fatto poi che questa tecnologia permetta di immagazzinare l'energia elettrica (si spera) in modo efficiente, è la cosa che mi fa sperare di più.

anche qui, il fatto che non perdi idrogeno, nn significa che l'immagazzinamento sia efficiente. dipende quanta energia ti costa comprimerlo. ( eolo docet )

[sbudellaman]

in giro l'hanno chiamata fotosintesi artificiale. il punto è che il processo non sintetizza un bel niente. al limite scinde l'acqua, per cui sarà fotolisi al limite, non fotosintesi

Ok ora è chiaro, prima non riuscivo a capire a cosa ti riferivi Comunque il motivo per cui l'hanno chiamata così secondo è evidente : fa più "effetto", attira di più l'attenzione della gente. E' certamente un errore voluto.

l'idea di fondo è che la realtà applicativa sarà molto meno rosea di quella ipotizzata... imho ovviamente...

Beh non ci resta che aspettare e vedere

...anche qui, il fatto che non perdi idrogeno, nn significa che l'immagazzinamento sia efficiente. dipende quanta energia ti costa comprimerlo.

Certo

in linea di principio convertitore di energia si ritiene inefficiente perché converte solo il 25-35% dell'energia ricevuta, che sia un motore termico o un pannello fotovoltaico, tecnicamente non fa differenza. se uno vuole polemizzare lo fa per ragioni ideologiche che nulla hanno a che vedere con la tecnica o la scienza...

... questo concetto era già chiaro prima, noto tecnicamente come "disponibilità della sorgente" se non erro. L'idea è però che anche una sorgente incostante può trovare applicazione in vari ambiti, tipo l'illuminazione stradale, cartellonistica etc.

al contrario, per un pannello inefficiente anche questa possibilità è preclusa...

Beh, un motore termico è inefficiente, però lo usiamo. Dunque il fatto che una risorsa sia inefficiente non significa che sia condannato. Quindi, sempre in riferimento alla fotosintesi artificiale, andranno considerati pregi e difetti complessivi. Se ad esempio produce poco mantenendo "l'inefficienza" di un pannello fotovoltaico, ma costa molto poco, allora magari se lo compreranno in molti per il semplice motivo che possono permetterselo (ovviamente questo è giusto per fare un esempio scemo). Anche qui non rimane che aspettare e vedere cose più concrete

[baolian]

Originariamente inviato da hibone

in giro l'hanno chiamata fotosintesi artificiale. il punto è che il processo non sintetizza un bel niente. al limite scinde l'acqua, per cui sarà fotolisi al limite, non fotosintesi...



l'idea di fondo è che la realtà applicativa sarà molto meno rosea di quella ipotizzata... imho ovviamente...



in linea di principio convertitore di energia si ritiene inefficiente perché converte solo il 25-35% dell'energia ricevuta, che sia un motore termico o un pannello fotovoltaico, tecnicamente non fa differenza. se uno vuole polemizzare lo fa per ragioni ideologiche che nulla hanno a che vedere con la tecnica o la scienza.



questo concetto era già chiaro prima, noto tecnicamente come "disponibilità della sorgente" se non erro. L'idea è però che anche una sorgente incostante può trovare applicazione in vari ambiti, tipo l'illuminazione stradale, cartellonistica etc.

al contrario, per un pannello inefficiente anche questa possibilità è preclusa...



anche qui, il fatto che non perdi idrogeno, nn significa che l'immagazzinamento sia efficiente. dipende quanta energia ti costa comprimerlo. ( eolo docet )

Io credo che nel caso del solare il concetto di efficienza sia secondario.
L'efficienza è importante quando si usa una risorsa molto scarsa e/o costosa.

L'energia solare è invece abbondante e gratuita.

In questo caso, secondo me, è molto più importante il criterio di economicità.
Tra un pannello che aumenti l'efficienza del 10% rispetto a quelli attuali ed uno che invece la dimezzi, ma che sia in grado di funzionare decentemente anche con luce radente e con un costo di produzione di 20 euro al mq, troverei assolutamente più "rivoluzionario" il secondo.
Con simili costi ci tappezzerei non solo i tetti, ma anche le facciate dei palazzi!


io credo che l'efficienza sia importante solo nell'uso degli spazi, non nella capacità di conversione dei pannelli.
Se la ricerca portasse a "minicelle" (tipo piccole mattonelle) costituite da un serbatoio di idrogeno ed una superficie fotosensibile, scalabili ed economiche, anche se con scarsa efficienza, le applicazioni sarebbero infinite!