Fotopolimeri: Federico Bella premiato con l’Eni Award

Riconoscimento importante per un giovane ricercatore del Politecnico: Federico Bella del Dipartimento Scienza Applicata e Tecnologia (DISAT) è stato inserito nella lista dei premiati della nona edizione dell’Eni Award, il premio istituito nel 2007 e divenuto nel corso degli anni un punto di riferimento a livello internazionale per la ricerca nei campi dell'energia e dell'ambiente. I premi sono stati consegnati il 20 ottobre a Roma, durante la cerimonia ufficiale che si è tenuta al Palazzo del Quirinale, alla presenza del Presidente della Repubblica.

Federico Bella è stato premiato con il Research Debut Prize per la tesi di dottorato "Photopolymers for Dye-Sensitized Solar Cells". 

L’attività di ricerca condotta da Bella a partire dal 2012 è focalizzata sullo sviluppo di fotopolimeri per dispositivi energetici. Oggi, le materie plastiche (polimeri) stanno diventando sempre più presenti in diversi settori, e il loro utilizzo in nanotecnologie e dispositivi energetici contribuisce attivamente a renderli leggeri e meno costosi. Tuttavia, quando si parla di costi e impatto ambientale delle tecnologie, bisogna anche considerare il processo di fabbricazione (o polimerizzazione, in questo caso). Per queste ragioni, l’utilizzo di materiali polimerici in dispositivi energetici deve essere economico, a basso impatto e rapido, oltre che in grado di garantire un’ottima qualità dei prodotti finali. La tecnica che permette di rispettare tutte queste caratteristiche è la fotopolimerizzazione, ovvero la polimerizzazione/reticolazione che scaturisce a seguito di un irraggiamento di luce visibile o ultravioletta.

Federico Bella ha proposto componenti polimerici per celle solari e batterie sfruttando la trasformazione di monomeri multifunzionali in polimeri reticolati, mediante un progetto di reazione a catena iniziato da specie reattive fotogenerate (radicali liberi o ioni). La formazione di questi polimeri coinvolge una rapida trasformazione (avviene in pochi secondi) di un monomero liquido in una membrana solida con proprietà chimico-fisiche e meccaniche opportunamente modificabili; questo processo non richiede solventi, né catalizzatori, e viene condotto a temperatura e pressione ambiente.

Le applicazioni di questi fotopolimeri sono molteplici in campo energetico: si va dalle batterie al litio o al sodio, alle celle solari sensibilizzate con coloranti, ai rivestimenti; ad esempio, in quest’ultimo settore il gruppo in cui Federico Bella opera ha proposto sottili film polimerici con proprietà luminescenti, UV-protettive e auto-pulenti per celle solari organiche. In questo modo, le celle solari restano sempre pulite, senza interventi esterni, e non vengono degradate dalla componente UV presente nella radiazione solare.

Infine, Federico Bella e colleghi hanno recentemente dimostrato nuove architetture di celle solari flessibili e galleggianti (ideali per nazioni con abbondanza di fiumi, laghi o mari), ottenute tramite un’attenta ingegnerizzazione dei materiali fotopolimerizzati.

Si tratta dunque di materiali facilmente disponibili, a basso costo e facilmente riciclabili, che rappresentano quindi un concreto passo in avanti per la prossima generazione di dispositivi energetici ad elevate prestazioni, sicuri e durevoli.