World Community Grid presenta il nuovo progetto The Clean Energy Project a cura dell'Università di Harvard. Scopo del progetto è l'individuazione di materiali organici per realizzare celle solari più efficienti e con costi di produzione inferiori rispetto alle attuali. Lo sviluppo di questo settore ha il potenziale di migliorare la qualità dell'aria in tutte le regioni della Terra.Il significato della ricerca:
Scopo del progetto:
Stiamo vivendo nell'era dell'energia; l'energia è l'ossigeno di cui la nostra moderna società ha bisogno, il nettare di cui noi necessitiamo per i nostri bisogni giornalieri dal cibo stesso ai trasporti sino allo svago.
Combinando le varie fonti di energia (petrolio, carbone, gas, idroelettrica, biologica, solare ed eolica) il mondo intero utilizza attualmente 15 terawatt (TW) di potenza e consuma ben 130 trilioni di KWh all'anno.
Se la popolazione crescerà ai ritmi attuali e se gli standard di vita aumenteranno nei paesi in via di sviluppo ci si può aspettare per il 2050 un raddoppio delle necessità energetiche. Tuttavia le risorse energetiche mondiali non saranno in grado di sostenere una simile domanda.
Ecco perchè un sempre maggior numero di scienziati sta' focalizzando la propria ricerca sulle fonti di energia biologiche e solari. Le fonti biologiche, come ad esempio il biodiesel, hanno però un grosso limite: ci sarebbe bisogno di riconvertire il 20% della superficie terrestre per far fronte alla crescente domanda di energia e questo sarebbe devastante.
L'energia solare è quindi una valida alternativa perchè è abbondante e perchè il suo sfruttamento richiede un minor impatto ambientale: utilizzando solo lo 0.16% della superficie terrestre si potrebbero produrre 18TW di potenza.
Scopo del progetto:
L'economia attuale è dunque basata sui combustibili fossili ma dovrà giocoforza lasciare il passo ad una economia basata su fonti rinnovabili: questo è la grande sfida che l'umanità affronta. La chimica può essere utile in questa sfida mediante la scoperta di nuovi materiali che imbriglino in modo più efficiente l'energia solare, la accumulino e la rendano disponibile per usi successivi (batterie).
Il progetto sfrutta la chimica computazionale per testare le proprietà delle molecole per la produzione di celle fotovoltaiche a basso costo, per scoprire nuovi polimeri utilizzati nelle membrane delle celle a combustibile che producono energia elettrica, e in generale per scovare il modo migliore di "assemblare" le molecole per ottenere i dispositivi citati sopra.
Approccio:
Sfruttando l'immenso potenziale di World Community Grid, i ricercatori possono calcolare le proprietà elettroniche di decine di migliaia di materiali organici - molti di più di quelli che si potrebbero testare in laboratorio - e determinare quali candidati siano più promettenti per lo sviluppo della tecnologia solare "sostenibile".
I ricercatori utilizzano modelli elettronici e meccanici di strutture molecolari per prevederne le proprietà ottiche e le capacità di trasporto dell'energia.
- calcoli sulla meccanica delle molecole: alcuni dei PC che contribuiscono alla ricerca porteranno avanti calcoli sui cristalli molecolari, sui film sottili, sulle miscele di molecole e polimeri. Questo allo scopo di prevederne l'energia di eccitazione e le capacità di trasporto dell'energia. Questi calcoli utilizzeranno il pacchetto CHARMM sviluppato dal gruppo di Karplus dell'Università di Harvard.
- calcoli sulle strutture elettroniche: alcuni dei PC utilizzeranno invece metodi delle funzioni d'onda o la teoria della densità funzionale per testare le proprietà ottiche ed elettroniche dei materiali analizzati. Questi calcoli utilizzeranno il pacchetto di chimica quantistica Q-Chem sviluppato dall'omonima società.
Stato del progetto:
Tutte le informazioni riguardanti il progetto si possono trovare sul sito di WCG e sul sito del Clean Energy Project ad Harvard. Per discuterne con gli altri sostenitori o per domande relative si faccia riferimento al Forum del progetto.