Economico e rispettoso dell’ambiente: i LED di prossima generazione potrebbero presto essere qui

“I LED perovskite sono più economici e più facili da produrre rispetto ai LED tradizionali e possono anche produrre colori vibranti e intensi se usati negli schermi. Direi che questa è la prossima generazione di tecnologia LED”, afferma Feng Gao, professore di optoelettronica presso l’Università di Linköping.

Tuttavia, affinché si svolga un cambiamento tecnologico, in cui i LED di oggi vengono sostituiti con quelli basati sul materiale perovskite, sono più che semplici prestazioni tecniche. Ecco perché il gruppo di ricerca di Feng Gao ha collaborato con il professor Olof Hjelm e John Laurence Esguerra, assistente professore a Liu. Sono specializzati nel modo in cui le innovazioni che contribuiscono alla sostenibilità ambientale possono essere introdotte sul mercato.

Insieme, hanno studiato l’impatto ambientale e il costo di 18 diversi LED di perovskite, conoscenza che è attualmente incompleta. Lo studio è stato condotto utilizzando la cosiddetta valutazione del ciclo di vita e la valutazione tecno-economica.

Tali analisi richiedono una chiara definizione del sistema, ovvero ciò che è incluso e non in termini di costo e impatto ambientale. All’interno di questo quadro, non viene più studiato ciò che accade dal prodotto creato fino a quando non può più essere utilizzato. Il ciclo di vita del prodotto, dalla culla alla tomba, può essere diviso in cinque diverse fasi: produzione, produzione, distribuzione, distribuzione e disattivazione di materie prime.

“Vorremmo evitare la tomba. E le cose diventano più complicate quando prendi in considerazione il riciclaggio. Ma qui mostriamo che è più importante pensare al riutilizzo dei solventi organici e al modo in cui le materie prime vengono prodotte, specialmente se sono materiali rari”, afferma Olof Hjelm.

Un esempio in cui l’analisi del ciclo di vita fornisce preoccupazioni di orientamento alla piccola quantità di piombo tossico presente nei LED perovskite. Questo è attualmente necessario affinché i perovskiti siano efficaci. Ma, secondo Olof Hjelm, concentrarsi solo sul piombo è un errore. Ci sono anche molti altri materiali in LED, come l’oro.

“La produzione d’oro è estremamente tossica. Ci sono sottoprodotti come mercurio e cianuro. È anche molto che consuma l’energia”, afferma.

Il più grande guadagno ambientale verrebbe invece raggiunto sostituendo l’oro con rame, alluminio o nichel, pur mantenendo la piccola quantità di piombo necessaria per il LED a funzionare in modo ottimale.

I ricercatori hanno concluso che i LED perovskite hanno un grande potenziale per la commercializzazione a lungo termine. Forse possono persino sostituire i LED di oggi, grazie a costi più bassi e meno impatto ambientale. Il grosso problema è la longevità. Tuttavia, lo sviluppo di LED perovskite sta accelerando e la loro aspettativa di vita sta aumentando. I ricercatori ritengono che debba raggiungere circa 10.000 ore per un impatto ambientale positivo, qualcosa che pensano sia realizzabile. Oggi, i migliori LED perovskite durano per centinaia di ore.

Muyi Zhang, studente di dottorato presso il Dipartimento di Fisica, Chimica e Biologia di Liu, afferma che gran parte del focus di ricerca finora è sull’aumento delle prestazioni tecniche dei LED, qualcosa che crede cambierà.

“Vogliamo ciò che sviluppiamo da utilizzare nel mondo reale. Ma poi, come ricercatori, dobbiamo ampliare la nostra prospettiva. Se un prodotto ha prestazioni tecniche elevate ma è costoso e non è sostenibile dall’ambiente, potrebbe non essere altamente competitivo sul mercato. Quella mentalità verrà sempre più a guidare la nostra ricerca.”