Nanotecnologie per sistemi di conversione dell'energia solare
I sistemi di nanotubi di ossidi auto-organizzanti mono-dimensionali (1D) sono un tema di ricerca caldo dato che il loro rapporto superficie-volume intrinsecamente alto produce caratteristiche utili e interessanti. In particolare, nel corso degli ultimi 20 anni, sono stati ampiamente studiati array ordinati di ossido di titanio poroso (TiO2), o nanotubi TiO2 nanotubes, ottenuti tramite anodizzazione elettrochimica. Ad oggi, il TiO2 è l'unico materiale adatto da essere impiegato come fotocatalizzatore (sostanza che usa l'energia luminosa per migliorare le reazioni chimiche) grazie alla sua elevata efficienza e stabilità, basso costo e profilo di sicurezza verso l'uomo e l'ambiente. I ricercatori europei miravano a preparare e caratterizzare nanotubi di TiO2 auto-organizzanti con una struttura ordinata simile a quella dei nanotubi di ossido di alluminio poroso (Al2O3) e silicio (Si), attraverso il finanziamento del progetto TI- Nanotubes ("Preparation, characterisation and application of self-organised titanium oxide - nanotubes"). In particolare, gli investigatori hanno cercato di capire i parametri fondamentali che regolano l'auto-organizzazione dei nanotubi di TiO2, soprattutto quelli che riguardano le dimensioni, l'orientamento e la morfologia dei tubi. L'obiettivo finale era quello di sviluppare nuovi materiali funzionali e strutturali con caratteristiche di prestazione superiori da utilizzare nei sistemi di conversione dell'energia solare quali le celle solari sensibilizzate con colorante. I meccanismi auto-organizzanti dei nanotubi di TiO2 sono stati studiati attraverso una pletora di tecnologie di analisi di superficie tra cui la spettrometria per retrodiffusione di Rutherford (RBS) e analisi mediante reazione nucleare (NRA) per i profili di profondità. Il consorzio TI- Nanotubes ha prodotto con successo matrici di nanotubi di TiO2 potenziati con argento (Ag) o ferro (Fe) che mostravano una maggiore attività fotocatalitica, importante per le applicazioni relative alla conversione dell'energia solare. Lo sfruttamento commerciale dei risultati del progetto TI- Nanotubes potrebbe migliorare l'efficienza e l'utilizzo dell'energia solare con importanti benefici per l'economia e i cittadini dell'Unione europea e del pianeta intero.
