Cella di Gratzel (fotovoltaica)

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myttex

2010-05-08 17:51

Salve a tutti! Girovagando per la rete, cercando un po' dei metodi "fai-da-te" per la costruzione di celle fotovoltaiche (così, per prova, non è che lo metto sul tetto xD), mi sono imbattuto nella Cella di Gratzel. Io, sinceramente, non ne avevo mai sentito parlare. Ma basta avere un po' di Biossido di Titanio ed il gioco è fatto (metodi per sitetizzarlo? No eh? asd). Comunque sia, a tal proposito ho trovato un video fatto benissimo che spiega cos'è e come si puo' fare :-) Video Inoltre, ho trovato anche una semi-guida, che spiega -sempre- cos'è e diciamo come farlo. http://energierinnovabili.forumcommunity.net/?t=5095796 COME FUNZIONA

Energierinnovabili.forumcommunity.net ha scritto:

[...] [...] Oggi poi ci si avvicina sempre di più alla semplicità, poiché si aggiungono SOSTANZE ORGANICHE reperibili in natura. Queste sostanze servono a realizzare lo strato drogato P da sovrapporre allo strato N dato dal biossido di titanio, che già reagisce alla luce. In pratica il sistema consiste nel realizzare una specie di batteria ed esattamente un grosso DIODO piano a grande superficie che reagisce all'energia data dai fotoni trasmessi dal Sole, che accellerano il movimento circolare degli elettroni (con i cosiddetti vortex), a tal punto da superare l'ostacolo della giunzione N-P e rimanere intrappolato dall'altra parte. In pratica il diodo realizzato permette il passaggio degli elettroni solo in un senso e a questo punto gli elettroni che hanno superato la giunzione aumentano come aumenta la d.d.p. differenza di potenziale o f.e.m forza elettro-motrice (ai capi del diodo) altri detta tensione, misurabile in Volt. [...] [...]

A questo punto io mi chiedo... sapete dove sia reperibile del Biossido di titanio? E quando dice nel video "con una sostanza acida" bisognerebbe mescolarlo con dell'HCl/HNO3 (no, la Ferrarelle non penso)?? E poi la mia solita stupida domanda con risposta prevedibilissima: è possibile sintetizzarlo??? (Al, tocca a te asd) E infine, cos'è un vetro conduttore? xD Sarebbe molto interessante approfondire questo argomento non credete? Magari qualcuno che potrebbe avere la suddetta sostanza potrebbe provarci e poi postare il risultato (Zolghetti *Fischietta**Fischietta* ) Myttex

Chimico

2010-05-08 17:58

Ricordo che il mio amico Getz aveva fatto una cella di questa!

myttex

2010-05-08 18:02

Azz, se si collegasse potrebbe approfondire un po'! Comuqnue per il TiO2 ho letto su wikipedia questo:

wiki ha scritto:

Il biossido di titanio per il suo alto indice di rifrazione è usato principalmente come pigmento bianco nelle vernici, nelle materie plastiche e nel cemento da costruzione e come opacizzante per le vernici colorate; per tale ragione, viene anche comunemente chiamato "bianco di titanio". Le vernici fatte con il biossido di titanio sono eccellenti riflettrici della radiazione infrarossa e sono quindi usate estensivamente dagli astronomi. Esso ha sostituito i pigmenti usati precedentemente, quali il bianco di piombo, il solfato di bario e il solfato di calcio. Rispetto ai composti di piombo ha maggiore potere coprente, non è tossico e non annerisce se esposto all'acido solfidrico. È usato anche come carica nelle materie plastiche e nella gomma, come opacizzante nella carta e nelle fibre tessili e nei materiali ceramici per aumentare la resistenza agli acidi.

E sono arrivato ad una conclusione: "perche' non comprare una di quelle vernici, e verniciare il vetro (visto che contine TiO2), invece di comprarlo dalla Sigma Aldrich &Co. asd??" Potrebbe essere un'idea ;-) Anche se non ho ancora capito cos'è un vetro conduttore... E quando dice nel video "con una sostanza acida" bisognerebbe mescolarlo con dell'HCl/HNO3??

_x46x_

2010-05-08 18:05

Interessante .. Le ho viste fare .. se ho più info commento volentieri

Max Fritz

2010-05-08 18:17

Una sostanza acida è un acido, quindi usa il cloridrico del supermercato che dovrebbe andar bene. Il biossido lo trovi in farmacia o in colorificio... ma il video parla di NANOPARTICELLE di biossido, che sono ben altra cosa (ma magari servono solo per ottimizzare la resa elettrica e in realtà basta il comune biossido). Il vetro conduttore è esattamente il vetro conduttore... non è che sia il nome di un prodotto in particolare, semplicemente vetro che conduce l'elettricità, cosa che NON fa il normale vetro, e per giunta deve condurla solo su un lato... la vedo molto dura, ma si potrebbe fare con una sottile deposizione di Ag (per esempio dalla riduzione con aldeidi del Tollens) ma dev'essere sufficientemente sottile da far passare la luce. Poi c'è l'asciugatura in stufa per far diventare il TiO2 poroso e per finire direi che l'ultimo intoppo è l'imprecisato elettrolita di colore scuro che va aggiunto per ultimo per capillarità.

I seguenti utenti ringraziano Max Fritz per questo messaggio: myttex

myttex

2010-05-08 18:37

Innanzi tutto grazie mille per la risposta max, allora... Si, dove ho letto io le nanoparticelle servono esattamente per migliorare la resa.... il problema è il vetro conduttore, e l'asciugatura hai ragione... e non è nemmeno un piccolissimo problema *Tsk, tsk* L'elettrolita di colore scuro alla fine (ho paura di tirare una baggianata ma penso sia giusta) dovrebbe essere tintura di iodio (o esattamente iodio), da quanto ho capito nel primo link che ho mandato ;-) Il problema n.ro 1, allora, è proprio il vetro conduttore che è sia un casino farlo, che comprarlo *Tsk, tsk* magari troviamo un alternativa e ci danno il Nobel asd

Nicolò

2010-05-08 18:44

uno dei due vetri viene ricoperto da uno strato di grafite..che conduce. si potrebbe a ricoprire tutti e due i vetri di grafite :-)

myttex

2010-05-08 18:46

giustoooo!! Mi ero completamente dimenticato della parte della grafite!!!! Facendo così, diventa un vetro-conduttore a tutti gli effetti no? :-D

Nicolò

2010-05-08 18:49

mi divertivo ( e diverto ancora) a ricoprire di rame oggetti non conduttori ricoprendoli a loro volta con della grafite:-) (vedi galvanoplastica)

myttex

2010-05-08 18:52

Aspetta... non mi torna una cosa ... Ma se con un lapis, "coloro" una parte di vetro per farla diventare conduttore *Si guarda intorno* non che basta passarci un dito per portare via il tutto? Cioè... è tipo polvere su una scrivania, se la tocchi se ne va asd

Nicolò

2010-05-08 18:54

hai ragione..si dovrebbe (scusate il linguaggio rozzo) trovare un modo per fissare dalla "parte sotto" i singoli cristalli costituenti la polvere e lasciare intatto e conduttore "il lato sopra"

Max Fritz

2010-05-08 18:59

Non solo, inoltre impedisce il passaggio della luce, e dovresti applicarla solo su una superficie. Nel frattempo ho provato con la deposizione di Ag su un vetrino e:

-se lo strato non è sufficientemente consistente non conduce

-per condurre lo strato dev'essere così spesso da non permettere il passaggio di luce

Per il problema dell'asciugatura vi posso dire una cosa, se vi può aiutare; ho provato più volte a far asciugare alla fiamma un film di TiO2 umido su un vetrino e si ottiene sempre una copertura uniforme, compatta, lucida che, ad asciugatura completata, è rimovibile proprio come un calcinaccio, per intenderci, solo molto più lucido.

myttex

2010-05-08 19:03

Max Friz ha scritto:

Non solo, inoltre impedisce il passaggio della luce, e dovresti applicarla solo su una superficie. Nel frattempo ho provato con la deposizione di Ag su un vetrino e:

-se lo strato non è sufficientemente consistente non conduce

-per condurre lo strato dev'essere così spesso da non permettere il passaggio di luce

E chi cel'ha dell'Ag *Tsk, tsk* , aspetta, da quanto dici allora è impossibile usare dell'Ag poiche' se ne usi la giusta quantita' per condurre... non passa luce, se usi la quantita' per far passar la luce, non conduce giusto?!

Max Friz ha scritto:

Per il problema dell'asciugatura vi posso dire una cosa, se vi può aiutare; ho provato più volte a far asciugare alla fiamma un film di TiO2 umido su un vetrino e si ottiene sempre una copertura uniforme, compatta, lucida che, ad asciugatura completata, è rimovibile proprio come un calcinaccio, per intenderci, solo molto più lucido.

Non ho capito, scusami azz! *Hail*

@Nicolo': si è quello che intendevo anche io ... è impossibile lasciarli attaccare.... a meno che ... non si usi una colla o qualcosa di simile... ah no, non conduce poi *Tsk, tsk*

Nicolò

2010-05-08 19:07

il nostro NurdRage forse potrà risolvere il problema..si tratta di ricoprire il vetro con una simpatica reazione con il nitrato d'argento..non come nel video ma in modo che sia relativamente trasparente e abbastanza "consistente" per condurre :-D http://www.youtube.com/watch?v=hUX_cpFWNso

Max Fritz

2010-05-08 19:26

Esattamente. Myt, sì il problema è lo spessore degli strati in proporzione al passaggio di luce. La reazione consiste nel ridurre con un'aldeide (es. formaldeide) o uno zucchero riducente (fruttosio, glucosio) una soluzione ammoniacale di nitrato d'argento. I problemi sono che per ottenere uno strato che conduce si deve rinunciare al passaggio di luce e che il nitrato d'argento costa un bel po'.

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Myttex ha scritto: Non ho capito, scusami azz! *Hail*

Non che ci sia molto da capire... provando ad asciugare uno strato di biossido di titanio si ottiene, di norma, una superficie compatta e lucida, che ha poco a che fare con quella porosa richiesta, tutto qui -_-

myttex

2010-05-08 19:39

Ah capisco ... quandi nisba ... :-( che balls Ho capito, è praticamente impossibile da farsi a casa con un lab iper-home-made asd

al-ham-bic

2010-05-08 19:51

myttex ha scritto:

...ho capito, è praticamente impossibile da farsi a casa...

Questa conclusione (prevedibile dopo un minuto di video... asd ) ci sta proprio a pennello!

myttex

2010-05-08 20:00

Ma io ci provero', e faro' la piu' orrenda, minuscola, semi-funzionante, home-made, cella Gratzel del mondo! E funzionera'! asd (naturalmente documentero' il tutto asd)

myttex

2010-05-10 17:06

Ho avuto un'idea impressionante ... mi faccio paura da solo asd Al 100% mi darete dello stupido, ma io ve la espongo ugualmente. Se non sbaglio per rendere il vetro conduttore, un'idea sarebbe quella di lapis-sizzarlo con la grafite giusto?! Bene, perche' non cospargerlo di grafite in un primo momento, appoggiraci sopra un filo di rame (conduttore) e infine scotcharlo tutto per bene, così -è trasparente -conduce -ha una comodissima "presa" per l'attacco +/- -fa passare al 99,9% la luce solare Che ne dite? Questo è lo (schema) schifo di paint per Al-ham-bic asd p.s.: vabè, dai... se non interessa a nessuno posso anche smettere *Tsk, tsk* :-D p.p.s.: Ok, so gia' la 2a risposta che mi direte "prova!" asd e lo faro' appena rimedio un pezzo di vetro(ino) :-D

Max Fritz

2010-05-10 17:19

Tieni conto che la grafite, come il carbonio, non sono per niente degli ottimi conduttori, se non fai uno strato decente (che impedirebbe il passaggio della luce da quella faccia) non condurrà nulla, inoltre, anche con uno strato decente, dev'esserci un alto amperaggio per far passare qualche elettrone e... francamente, dubito che la tua cella potrà fornire energia sufficiente. Se proprio devi lavorare con lo scotch, allora usa i rotoli di alluminio per alimenti e incolla un fogliettino al vetro con la vinavil... almeno l'alluminio conduce.

Comunque sarei più incline a proporti di cercare in commercio del vetro conduttore bell'e pronto.

myttex

2010-05-10 17:35

Hmmm... l'alluminio conduce ... ma non fa passare la luce no? Non se ne trovano vetri conduttori in commercio <_< uff... (o. almeno io, non li ho trovati) Ehm... sinceramente...a dire il vero... non ho capito dove deve condurre poi il vetrino (si, da un lato, ma da quale? Quello dentro a contatto con i mirtilli -asd- o quello esterno? Quello esterno vero?? Se è quello esterno ho un'altra idea asd)

Chimico

2010-05-10 19:01

quello interno!

I seguenti utenti ringraziano Chimico per questo messaggio: myttex

myttex

2010-05-10 19:40

Ok, ho elaborato un'altra idea sulla base proposta da quella di Max.

Max ha scritto:

allora usa i rotoli di alluminio per alimenti e incolla un fogliettino al vetro con la vinavil... almeno l'alluminio conduce.

Allora.... Ritaglio un pezzo di alluminio (da cucina asd) con le stesse misure del pezzo di vetro (così conduce), lo attacco col vinavil, dopodiche', ci ritaglio un altro quadratino al suo interno, così fa passare luce. Questo è un altro schema schifoso , ma che esprime benissimo l'idea. Hmmm altra domanda. Mettiamo caso avessi trovato il vetro conduttore, la parte conduttiva va dentro, e sopra ci andrebbe il TiO2 giusst?? Poi i mirtilli (asd) a sandwich e poi per capillarita' l'elettrolita (Tint. di iodio) giusto? Grazie per la pazienza xD

Max Fritz

2010-05-10 20:03

Esatto. Per i mirtilli... vendono una linea di succhi di frutta al supermercato arricchita di antociani... quindi migliore per quell'utilizzo. Il TiO2 o in farmacia o in colorificio come già detto... l'elettrolita non so, se mi confermi che è tintura di iodio... Ah, dimenticavo, c'è l'acido per il TiO2 e userei il cloridrico.

I seguenti utenti ringraziano Max Fritz per questo messaggio: myttex

myttex

2010-05-10 20:26

evvai! Ora provo, speriamo in bene. Per il TiO2, se proprio non lo trovo ... uso una vernice a baste di questo. Ce ne sono moltissime asd asd grazie ancora x l'aiuto :-D

sopry93

2010-05-13 13:19

per rendere una superfice di vetro conduttiva si può spruzzare del biossido di stagno.

Max Fritz

2010-05-13 13:34

Questa sì che è interessante! Dici spruzzare... vuoi dire che esistono dei prodotti in commercio fatti apposta per rendere conduttive delle superfici?

I seguenti utenti ringraziano Max Fritz per questo messaggio: Rocco451

myttex

2010-05-13 14:05

Si... in effetti... 1) come si ottiene? 2) "spruzzare" O.O ... non andrebbe fatto a caldo, e farlo fondere insieme al vetro? 3) quello per le saldature non penso vada bene asd 4) la luce poi non credo passi ....

Max Fritz

2010-05-13 14:18

L'SnO2 è trasparente, se cristallizzato... ovvio che se lo spruzzi in polvere fina o emulsione... difficile ottenere uno strato trasparente. Mi sta venendo però un'altra idea: far depositare sul vetrino uno strato di acido silicico per reazione tra silicato di sodio e HCl, sperando che qualche ione Na+ rimanga intrappolato nella struttura cristallina dell'acido silicico e lo renda conduttore. Alternativamente si può preparare "in situ" un silicato insolubile di un metallo conduttivo che non colori... ad esempio silicato di titanio, silicato di zinco, silicato d'alluminio... tutte idee, poi in pratica non so.

myttex

2010-05-13 14:32

Ci vorrebbe magari ... un qualcosa di ... "facilmente reperibile" asd come l'alluminio ... sto provando ... non mi resta spargerci sopra il TiO2 (ma vanno su entrambi i vetrini, una faccia conduttrice vero? E poi li metto inisieme a sandwich no?

sopry93

2010-05-13 20:19

guardate come hanno fatto quelli del video http://www.itislevi.it/mappa/graetzel/cella.html

al-ham-bic

2010-05-13 21:59

Molto bello all'apparenza :-S , ma lascia dei dubbi fondamentali che non la rendono finora realizzabile in pratica (cioè come la intendo io).

- Non spiega da dove viene nè come eventualmente si fa quell'indispensabile vetrino "trattato con biossido di stagno"

- Non spiega come rendere conduttivo il vetrino con la matita: se si tenta di "matitare" un vetrino, la grafite non attacca ed il vetrino col cavolo che è conduttivo (provare col tester)

- Non spiega come realizzare gli attacchi elettrici; dire "lasciare gli spazi fuori asse" non basta! Lì bisogna attaccarci dei fili con contatto elettrico certo, non per modo di dire!

NaClO3

2010-05-14 13:13

bè. li sta a te metterci de tuo e vedere se funziona

myttex

2010-05-14 17:24

si... ma come ho detto prima, è IMPOSSIBILE farsela in un lab home-made purtroppo :-(

NaClO3

2010-05-14 20:23

niente è impossibile se uno si sbatte, almeno in teoria!

myttex

2010-05-15 11:14

Bhe', volendo, uno potrebbe comprare il vetrino conduttore gia' fatto, il TiO2, e se lo fa senza tante s*** mentali. Ma una cosa fatta da sè ha tutto un altro effetto ;-)

sopry93

2010-05-18 13:33

http://www.youtube.com/watch?v=IqepcmOm2vQ&feature=related un altro video interessante

_x46x_

2010-05-20 13:32

myttex ho un amico che è in quella scuola e ha partecipato al progetto, devo fargli qualche domanda specifica?

sopry93

2010-05-20 19:53

non sarebbe male, magari loro hanno fatto anche una relazione su questa cella.

myttex

2010-05-25 19:52

_x46x_ ha scritto:

myttex ho un amico che è in quella scuola e ha partecipato al progetto, devo fargli qualche domanda specifica?

Guarda, scusa ma vedo solo ora il messaggio :/ Bhe', ti ringrazio ma per ora non ho domande. Se magari me ne viene una te lo dico thank you :-D