Autori: Francesco Fracassi, Silvia Colella, Andrea Listorti

Le perovskiti di alogenuro metallico, un sottoinsieme di perovskiti ibride organiche-inorganiche contenenti ioni alogenuro quali lo ioduro o il bromuro (es: CH3NH3PbI3), sono diventate, in pochi anni dal loro primo utilizzo, il materiale di riferimento, fra quelli alternativi al silicio, per la conversione di energia solare. Le straordinarie prestazioni raggiunte in termini di efficienza di conversione dell’energia luminosa (>25% luce/corrente) si abbinano a metodologie di preparazione veloci e poco impattanti, inoltre gli elementi costitutivi del materiale sono abbondanti nella crosta terrestre.

Il gruppo dell'Università degli Studi di Bari "Aldo Moro" da un decennio sviluppa questi materiali per applicazioni fotovoltaiche e ultimamente fotocatalitiche:

• in ambito fotovoltaico hanno raggiunto efficienze molto elevate superiori al 20% utilizzando degli additivi molecolari coadiuvanti il processo di formazione delle perovskiti,[1] inoltre questi additivi, che posso essere anche di origine naturale (es: amido di patate), permettono di realizzare dispostivi efficienti, flessibili e parzialmente trasparenti,[2,3] caratteristiche importanti per applicazioni come l’integrazione di pannelli solari nelle facciate di edifici o per realizzare dispositivi fotovoltaici indossabili;
• in ambito fotocatalitico l’utilizzo delle perovskiti alogenuro è più recente, per problemi legati alla loro potenziale instabilità in ambiente di lavoro. Tuttavia, alcune recenti scoperte, alle quali il gruppo ha contribuito, consentono di declinare le loro proprietà uniche anche in questo ambito. Hanno usato perciò con successo questi materiali per generare idrogeno verde, convertendo direttamente la luce solare in questo peculiare vettore energetico,[4,5] e hanno usato questi materiali anche per degradare inquinanti ambientali. [6] In futuro le stesse proprietà vorrebbero che fossero sfruttate per coadiuvare le reazioni chimiche alla base della preparazione di combustibili solari mimando così il processo fotosintetico naturale.

Per approfondire:

[1] https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.9b21632

[2] https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cplu.202100251

[3] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285521006613

[4] https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/pdf/S2666-3864(22)00532-X.pdf

[5] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.202007584

[6] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.202104428