Un caffè con… Andrea Reale
Lunedì 14 dicembre nuovo appuntamento dei “caffè virtuali di sostenibilità”: ospite Andrea Reale Professore Associato del Dipartimento di Ingegneria Elettronica, nonché Direttore Scientifico del CHOSE.
A condurre l’intervista l’Arch. Maria Luigia Fiorentino, Environmental Design PhD dell’Ufficio per lo Sviluppo Sostenibile.
Il Prof. Reale ha contribuito alla nascita del CHOSE (Centre for Hybrid and Organic Solar Energy) ovvero il Polo Solare Organico dell’Università degli Studi di Roma “Tor Vergata, nato nel 2006, per volere del nostro Ateneo e della Regione Lazio.
Fin dalla sua creazione il Prof. Reale ha fatto parte del comitato scientifico del CHOSE e da settembre 2019 ne ha assunto la direzione scientifica.
Esattamente, siamo nati con questa doppia veste, finanziamento regionale ed azione universitaria.
Il Polo è nato con l’intento di creare un centro di eccellenza che si occupasse del processo tecnologico per lo sviluppo di celle solari organiche e ibride organiche/inorganiche, in vista di un processo di industrializzazione di tecnologie fotovoltaiche che rientrano nella famiglia del fotovoltaico di nuova generazione.
Ci può spiegare cosa si intende per fotovoltaico di nuova generazione e che differenza c’è rispetto alle tecnologie fotovoltaiche di silicio amorfo e policristallino, e quali sono le applicazioni di cui vi occupate?
Le tecnologie di cui ci occupiamo le possiamo classificare come un insieme di processi e materiali caratteristici dell’elettronica stampabile, in particolare ci occupiamo di fotovoltaico di nuova generazione.
Con tale termine si identificano materiali e processi tecnologici abbastanza diversificati che hanno come elemento comune la possibilità di essere realizzati non negli ambienti della microelettronica tradizionale, ma secondo quelli che sono i modelli e il contesto di ciò che è stampabile, dell’elettronica depositabile da soluzione come inchiostri o altri tipi di processi per realizzare componenti elettronici compatibili, con un processo di larga area e substrati di vario tipo.
Ci allontaniamo dai modelli classici della cella solare di tipo “cristallina”, non è quello l’oggetto della nostra ricerca. In realtà le celle solari in Silicio cristallino ci rientrano per altri modi, sempre legati al fatto che in generale noi sviluppiamo tecnologie da soluzione. I materiali che usiamo sono tipicamente inchiostri, magari di tipo polimerico come gli inchiostri di una stampante a getto d’inchiostro che possono essere spruzzati su substrati di vetro o plastica, e altri materiali più innovativi tipo le famose perovskiti, che sono dei cristalli che si realizzano a bassa temperatura da soluzione, interessanti come sistema autonomo di prodotto fotovoltaico perché si sposano anche con il fotovoltaico tradizionale e sono compatibili con una struttura a sandwich con la cella in silicio cristallino per aumentarne l’efficienza.
Sappiamo che il Polo come centro di ricerca ha messo in campo numerose collaborazioni italiane ed estere, anche grazie ai programmi Horizon2020 e HorizonEurope. Questo permette ai nostri studenti di Ateneo di avere importanti opportunità.
E’ sicuramente vero. Noi siamo nati da un progetto regionale dieci anni fa, ma da molti anni questo laboratorio vive principalmente di progetti europei.
Se da una parte questo costituisce un’apertura verso l’internazionalizzazione come scambio di ricercatori, dottorandi e post-doc che vengono da fuori a svolgere le loro attività nel nostro laboratorio, dall’altra rappresenta un’opportunità incredibilmente efficace di muoversi per chi avendo fatto i primi passi nel nostro laboratorio come laureando ha poi la possibilità di crescere fuori: questo è avvenuto molte volte e ormai avviene anche il percorso completo, si parte e si ritorna.
Abbiamo visto il percorso di carriera di ricerca di nostri giovani colleghi che hanno fatto la laurea magistrale qui, il dottorato fuori, un percorso industriale o di ricerca all’estero, e hanno scelto una volta costruite le opportunità grazie a questi progetti europei, di tornare a fare ricerca in Italia con il loro bagaglio accresciuto e che poi accresce il laboratorio.
Qualche settimana fa la prof. Emanuela Gatto vi ha citato per una collaborazione avuta con SPlastica. Spesso capita di trovare il Polo Solare fra i partner di progetti che vengono sviluppati in maniera trasversale tra più dipartimenti del nostro ateneo.
Da poco è stato presentato il progetto Aquaponic Easy Farm 4.0 in collaborazione con l’Orto Botanico. Ci vuole parlare dell’apporto che il CHOSE ha dato e darà a questo progetto?
Le attività che noi svolgiamo sono inevitabilmente multidisciplinari, cioè avviamo un percorso tecnologico grazie al fatto che interagiamo con il mondo della chimica con i nostri colleghi universitari. Abbiamo partecipato con l’Orto Botanico a un esempio elegante di applicazione del fotovoltaico in un contesto inusuale.
Poiché possiamo realizzare pannelli fotovoltaici semitrasparenti è chiaro che questo apre applicazioni come l’integrazione in edifici e la serra è un edificio speciale i cui abitanti non sono umani ma piante.
Come l’occhio umano vuole vivere in un ufficio o in una casa che attraverso le sue finestre può vedere fuori, così anche una pianta ha delle necessità di interazione con la luce solare che possono coesistere con lo sfruttamento di quell’eccesso di irradiazione che il sole si porta appresso.
Nel progetto Aquaponic Easy Farm 4.0 una coltura vegetale coesiste con una filiera animale, in questo caso con i pesci in vasche di coltura, e questo ciclo biologico parla anche con il sole, nel senso che l’eccesso d’irraggiamento solare viene gestito dinamicamente nella serra con il pannello fotovoltaico anziché usare delle reti ombreggianti passive. Dei pannelli fotovoltaici assorbono l’eccesso di radiazione e producono energia utile al funzionamento della serra stessa. Un perfetto esempio di economia circolare, non solo nei materiali ma anche nelle funzioni di sfruttamento di queste tecnologie.
A luglio il CHOSE ha aderito al Network SUSA (Smart Urban Sustainable Area) che prevede lo Sviluppo Sostenibile ed inclusivo in una porzione di città molto ampia, dal quadrante sud est di Roma fino ai Castelli Romani. L’Università “Tor Vergata” rientra in questo territorio, ci vuole raccontare qualcosa di questa collaborazione?
Questo è un esempio bellissimo di come l’università deve parlare con il mondo che la circonda. L’Università di Roma Tor Vergata è in un’area molto interessante ed ha la possibilità di divulgare ciò che si svolge all’interno dell’accademia e farlo dialogare con il tessuto urbano circostante.
Questo vuol dire portare le prospettive della ricerca agli utenti futuri del nostro paese, che sono gli studenti delle scuole che devono poter capire quali opportunità ci sono nell’abbracciare la tecnologia e la scienza in un’area come quella della periferia romana, che merita un impegno di divulgazione e di accesso con dei percorsi virtuosi tra scienza, tecnica e la società che sta intorno all’università.
SUSA è un progetto in cui noi vogliamo dare un contributo attivo nell’essere un luogo di formazione e di opportunità per chi ha una età che vada dalla quinta elementare fino alle scuole superiori, bisogna permettere al nostro paese di crescere in questa direzione.
Nel progetto SUSA vogliamo portare la nostra esperienza pluriennale di rapporto con le scuole, investire nel lungo termine sulle persone che poi andranno a sviluppare la tecnologia capace di far crescere il nostro paese.
Non si tratta di educare in modo civico astratto, si tratta di educare le persone a capire che è una opportunità di lavoro che avranno se saranno in grado di dare risposta ai bisogni della sostenibilità. Chi si laurea qui, si trova al centro del futuro, potrà avere quelle formazioni e competenze per capire le nuove sfide.
L’economia circolare e gli altri obiettivi sfidanti potranno essere raggiunti se si ha la consapevolezza di essere al “centro” di dove si sviluppano queste competenze. Vogliamo essere un luogo di crescita per gli studenti che ci sceglieranno come luogo di formazione anche grazie al Network SUSA.
APPROFONDIMENTI
Riferimenti: Progetti (H2020, internazionali, nazionali, regionali) presso il CHOSE
Progetti H2020
CHEOPS – H2020 Achieving low-cost, highly efficient perovskite solar cells (both tandem and single junction) – Prof. Aldo Di Carlo
ESPRESSO H2020 Efficient Structures and Processes for Reliable Perovskite Solar Modules (single junction) – Prof. Aldo Di Carlo
MAESTRO H2020 ITN Making perovskites truly exploitable (action for Early Stage Researcher) – Prof. Aldo Di Carlo
GRAPHENE Core 3 – Prof. Aldo Di Carlo
ChipScope – www.chipscope.eu – Prof. Aldo Di Carlo
SMILE – www.linkedin.com/company/smile-platform/ – Prof. Matthias Auf der Maur
QUANTIMONY – www.quantimony.eu/ – – Prof. Matthias Auf der Maur
APOLO – H2020- LCE-07-2016-2017 “SmArt Designed Full Printed Flexible RObust Efficient Organic HaLide PerOvskite solar cells” – https://project-apolo.eu/, Prof. Francesca Brunetti/Thomas Brown/Andrea Reale
WASP – H2020-ICT-2018-2020, Wearable Applications enabled by electronic Systems on Paper- WASP, https://www.wasp-project.eu/, Francesca Brunetti/Thomas Brown
Progetti internazionali, nazionali, regionali
Quantum Spectrally-Enhanced Self-Powered Artificial Retina – Airforce Office of Scientific Research – Prof. Thomas M. Brown
COPPER – Celle solari polimeriche per applicazioni agrovoltaiche in ortoflorovivaismo – Prof. Andrea Reale
AQUAPONIC EAsyfarm 4.0 – https://www.aquaponic-easyfarm.it/ – Prof. A. Canini, Prof. Andrea Reale
SIROH – Sight Restoration via Organic and Hybrid Thin Films- Regione Lazio – Prof. Thomas M. Brown.
BOOSTING SUSTAINABILITY IN ORGANIC ELECTRONICS: THE KEY ROLE OF FUNCTIONAL SURFACTANTS AS REACTION MEDIUM AND DISPERSING AGENTS – MIUR (Ministry of University and Research, Italy) – PRIN2017– Prof. Thomas M. Brown
