CELLE FOTOVOLTAICHE ORGANICHE

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1 LICEO SCIENTIFICO SPERIMENTALE B. Russell e UNIVERSITA DI ROMA - TOR VERGATA Scienze dei Materiali CELLE FOTOVOLTAICHE ORGANICHE Andrea Romualdi 5 a E

2 L ESAURIMENTO DEL PETROLIO

3 COME ABBIAMO VISTO NEL DIAGRAMMA PRECEDENTE IL PETROLIO, COME QUALUNQUE RISORSA MINERARIA ESTRATTIVA, E DESTINATO ALL ESAURIMENTO. COME POSSIAMO FARE PER CONTINUARE A PRODURRE ENERGIA SENZA PETROLIO? DOBBIAMO PUNTARE SULL ENERGIA RINNOVABILE

4 ENERGIA IDROELETTRICA

5 ENERGIA MAREOMOTRICE

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7 ENERGIA EOLICA

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15 ENERGIA BIOMASSE

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18 ENERGIA GEOTERMICA

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22 ENERGIA SOLARE

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29 SONO DIVERSI I TIPI DI ENERGIA RINNOVABILE E TRA I PIU UTILIZZATI E IN SVILUPPO C E L ENERGIA SOLARE. IL PROBLEMA RIMANE LA COSTRUZIONE DEL PANNELLO SOLARE CHE RICHIEDE PROCESSI LUNGHI E MOLTO COSTOSI. LA VITA MEDIA DI UN PANNELLO SOLARE AL SILICIO E DI CIRCA 10 ANNI AL TERMINE DEI QUALI C E IL PROBLEMA DELLO SMALTIMENTO DEL PANNELLO. COME SI PUO ALLORA RISOLVERE QUESTO PROBLEMA? DOBBIAMO PUNTARE SULLE CELLE FOTOVOLTAICHE ORGANICHE

30 EFFETTO FOTOVOLTAICO

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33 maggiore

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48 FOTOVOLTAICO ORGANICO QUAL E L OBIETTIVO DEL NOSTRO LABORATORIO? COSTRUIRE UNA CELLA FOTOVOLTAICA BASATA SULL USO DI MATERIALI DI ORIGINE ORGANICA IN GRADO DI COMPORTARSI COME CONDUTTORI O SEMICONDUTTORI E IN GRADO DI FOTOGENERARE CARICHE ELETTRICHE SE ILLUMINATI. QUESTI MATERIALI ORGANICI SONO QUELLI DI COLORE ROSSO, OVVERO QUELLI CHE CONTENGONO LE ANTOCIANINE

49 ANTOCIANINE Le antocianine sono una classe di pigmenti idrosolubili appartenente alla famiglia dei flavonoidi. Sono tra i più importanti gruppi di pigmenti presenti nei vegetali, e si ritrovano nei fiori e frutti così come negli arbusti e nelle foglie autunnali. Le antocianine hanno diversi compiti. Grazie al loro potere antiossidante, proteggono le piante dai danni causati dalle radiazioni ultraviolette, assorbendo luce di una determinata lunghezza d'onda. Infatti in caso di esposizione a grandi quantità di radiazioni UV, la loro produzione aumenta immediatamente per compensare questa emergenza. Inoltre sono in grado di assorbire luce blu - verde e questo è stato dimostrato proteggere le piante nei momenti di illuminazione elevata in combinazione con siccità o basse temperature.

50 MATERIALE OCCORRENTE - VETRINI GIA RICOPERTI DI TiO 2 - VETRINI CONDUTTIVI - MULTIMETRO E RELATIVI CAVETTI - CONTENITORE - ALCOOL ETILICO - NASTRO ADESIVO - COLLA BICOMPONENTE - MOLLETTE FERMACARTA - ANTOCIANINE - MATITA (Grafite) - ELETTROLITA - LUCE ARTIFICIALE O NATURALE

51 PRIMA FASE: preparazione del Dye DOPO ESSERCI PROCURATI LA SOSTANZA CONTENENTE ANTOCIANINE (VINO ROSSO) L ABBIAMO UNITA IN SOLUZIONE CON UNA QUANTITA STABILITA DI ALCOOL ETILICO LASCIANDOLA IN SOLUZIONE PER UNA SETTIMANA VINO ROSSO: 40,5 g - ALCOOL ETILICO: 50 cc VINO ROSSO: 81 g - ALCOOL ETILICO: 50 cc

52 SECONDA FASE: Immersione dei vetrini ABBIAMO IMMERSO I VETRINI RICOPERTI DI TiO 2 NELLA SOLUZIONE PRECEDENTEMENTE OTTENUTA E LI ABBIAMO LASCIATI IN IMMERSIONE

53 TERZA FASE: Estrazione dei vetrini ABBIAMO TOLTO I VETRINI DALLA SOLUZIONE E LI ABBIAMO ASCIUGATI CON CURA PER EVITARE DI GRAFFIARE LO STRATO DI TiO2 E PER EVITARE DI RIMUOVERE LO STRATO DI ANTOCIANINE DEPOSITATE SUL VETRINO. SUCCESSIVAMENTE ABBIAMO LASCIATO ASCIUGARE I VETRINI PER CIRCA 10 MINUTI (cosa che avviene molto rapidamente in quanto l alcool è una sostanza molto volatile)

54 QUARTA FASE: strato grafite sul vetrino ABBIAMO PRESO IL SECONDO VETRINO E CON IL MULTIMETRO ABBIAMO VERIFICATO QUALE DELLE DUE FACCE AVEVA MAGGIORE CONDUCIBILITA ELETTRICA. QUESTA FACCIA L ABBIAMO RICOPERTA AL CENTRO DI GRAFITE LASCIANDO LIBERI I BORDI SUI QUALI ABBIAMO ATTACCATO DEL NASTRO ADESIVO CHE CI E SERVITO DA SPESSORE NEL MONTAGGIO DELLA CELLA PER EVITARE DI FAR ENTRARE IN CONTATTO DIRETTO NEL MONTAGGIO I DUE VETRINI COSA CHE AVREBBE PORTATO IN CORTO CIRCUITO IL CONTRO ELETTRODO CON IL TiO 2 +DYE.

55 QUINTA FASE: Montaggio della cella ABBIAMO PRESO I DUE VETRINI E ABBIAMO SIGILLATO TRE LATI CON LA COLLA BICOMPONENTE INCOLLANDOLI SFALSATI IN MANIERA DA PERMETTERE AI MORSETTI DEL MULTIMETRO DI POTER ESSERE COLLEGATI. IL QUARTO LATO RIMASTO INIZIALMENTE APERTO CI E SERVITO PER IMMETTERE L ELETTROLITA NELLA CELLA. UNA VOLTA CHE HA PERVASO TUTTA L AREA INTERESSATA ABBIAMO SIGILLATO ANCHE IL QUARTO LATO TENENDO INSIEME I VETRINI CON UNA MOLLETTA FERMACARTA.

56 PRODOTTO FINALE

57 MISURAZIONI CELLA CON 40,5 g DI VINO ROSSO Condizioni di Luce Luce Naturale Luce Artificiale Luce Solare diretta V (forza elettromotrice) 0,200 V 0,350 V 0,400 V CELLA CON 81 g DI VINO ROSSO Condizioni di Luce Luce Naturale Luce Artificiale Luce Solare diretta V (forza elettromotrice) 0,220 V 0,350 V 0,410 V

58 CONCLUSIONI ALLA FINE DEL LABORATORIO ABBIAMO DEDOTTO CHE: 1. L INTENSITA DELLA LUCE DETERMINA FORTEMENTE IL RISULTATO OTTENUTO. 2. LA QUANTITA DI SOSTANZA CONTENENTE ANTOCIANINE NELLA SOLUZIONE HA UN INCIDENZA MINORE SUL RISULTATO OTTENUTO. 3. LA COSTRUZIONE PRECISA DELLA CELLA E IMPORTANTISSIMA AL FINE DEL CORRETTO FUNZIONAMENTO.

59 FINE