La sostenibilità ambientale è uno dei principali driver dell’attività di ricerca sui materiali presso RSE Labs negli ultimi 5 anni. Con questo approccio, sono stati studiati e sviluppati nuovi composti basati su elementi ad elevate abbondanza natural sia a livello di nuovi assorbitori per applicazioni fotovoltaiche che anodi per dispositivi di accumulo elettrochimico a base di ioni di sodio.
È stata commentata una panoramica dell’attività svolta presso i laboratori RSE in entrambi questi campi:

i) nuovi calcogenuri (Cu2MnSnS4 (CMTS) e Cu2FeSnS4(CFTS)) per applicazioni fotovoltaiche,

ii) composti 2D a base di Ti-C, noti come Mxenes, sintetizzati e testati come anodi per batterie agli ioni di sodio.
Un modo per spingere il fotovoltaico (FV) sulla scala dei terawatt in modo eco-sostenibile è quello di indagare e convalidare possibili alternative al Cu2ZnSnS4 (CZTS) tra i calcogenuri della famiglia I2-II-IV-S4 a base di elementi ad elevate abbondanza naturale.

Potenziali alternativa appartenenti a questa classe di materiali sono CFTS e CMTS.
Invece a livello di le batterie ricaricabili, i dispositive a ioni di Na (NIB) sono considerati una tecnologia di accumulo di energia complementare al LIB. Le prestazioni elettrochimiche sono limitate dalla bassa stabilità e capacità del miglior materiale per anodi noto come “Hard Carbon”.
Recentemente, sono stati proposti come anodi per dispositivi NIB ibridi i MXeni, una nuova classe di materiali 2D ottenuti dall’esfoliazione chimica dei carburi, nota come fase MAX. La loro struttura lamellare facilita l’intercalazione di molti ioni di metalli alcalini, su un’ampia gamma di velocità di carica-ricarica per migliaia di cicli.