martedì 20 settembre 2016

Filled Under: ,

Dal MIT Celle solari più efficienti con il controllo del moto degli elettroni



Fisici del MIT (The Massachusetts Institute of Technology) stanno conducendo ricerche nel tentativo di riuscire a controllare gli elettroni su scale tempo di qualche femtosecondo.
Ma cos'è un FEMTOSECONDO?
Un femtosecondo è un'unità di tempo pari ad un milionesimo di miliardesimo di secondo.
Una unità di tempo così infinitamente piccola che pare difficile anche da concepire. Pazzesco !
Ma a cosa serve cercare di controllare gli elettroni su queste scale di tempo ?
I risultati di questi studi porterebbero a sviluppare celle solari con una grande efficienza ed anche alla realizzazione di dispositivi di "Energy Harvesting"
Per Energy Harvesting si intende il processo per cui l'energia, proveniente da sorgenti alternative, viene catturata e salvata. Le cosiddette forme di energia alternative, sono tutte quelle sorgenti comunemente disponibili nell'ambiente, tale processo le converte in energia elettrica direttamente utilizzabile.
A volte invece di Energy Harvesting si parla di Power Harvesting, Energy Scavenging e può capitare che in italiano venga tradotto come "Energia racimolata"
In genere i racimolatori di energia forniscono una potenza molto piccola, ma l'energia prelevata è quella liberamente disponibile come energia di fondo nell'ambiente in cui si trova l'apparecchio. Le sorgenti alternative possono essere fonti di energia, ad esempio, energia termica, energia cinetica, energia chimica, energia potenziale o solare, disperse liberamente nell'ambiente. Ma anche in questo campo si stanno facendo molti studi per arrivare a dispositivi più potenti ed utili in campo commerciale. 
Tornando agli esperimenti che stanno conducendo al MIT, i fisici hanno escogitato un modo per manipolare elettroni nel grafene entro i primi pochi femtosecondi di foto-eccitazione. Con questa tecnica, i ricercatori possono reindirizzare questi elettroni ad alta energia prima che interagiscano con altri elettroni nel materiale.
Un controllo ultraveloce degli elettroni ad alta energia potrebbe portare a dispositivi fotovoltaici ed energy harvesting più efficienti, catturando gli elettroni fotoeccitati prima di perdere la loro energia a termalizzazione.
I risultati del gruppo di ricerca presieduto da  Jarillo-Herrero, professore associato di fisica al MIT, sono stati pubblicati sulla rivista Nature Physics. Il gruppo di studio è costituito anche dallo studente laureato Qiong Ma, Jing Kong professore di ingegneria elettrica e informatica, e Nuh Gedik  professore associato di fisica.
Nell'immagine riportata in cima all'articolo è riprodotto il momento dell' "esplosione" all'interno di grafene costituita da una nuvola di elettroni caldi, che rimbalzano intorno. Le sfere rosse sono elettroni che hanno abbastanza energia per sfuggire alla nuvola calda in meno di 30 femtosecondi e generano una corrente elettrica.
I ricercatori del MIT hanno sviluppato una tecnica per accedere a questi processi ultraveloci e controllarli.

0 commenti:

Posta un commento

I commenti sono moderati e verranno pubblicati appena possibile.