The Clean Energy Project - Phase 2

Scopo del progetto Modifica

La missione di Clean Energy Project - Phase 2 è, come per il suo predecessore The Clean Energy Project, quella di trovare nuovi materiali per la futura generazione di celle solari e più tardi per dispositivi di immagazzinamento dell'energia.

Attingendo all'immensa potenzialità di World Community Grid, i ricercatori possono calcolare le proprietà elettroniche di decine di migliaia di materiali organici - molti di più di quanti possano essere testati in un laboratorio - e determinare quali candidati siano i più promettenti per sviluppare tecnologie abbordabili per l'energia solare.

Importanza Modifica

L'economia all'inizio del terzo millennio è ancora basata sui combustibili fossili e dovrà lasciare strada ad una economia basata sulle energie rinnovabili; raggiungere questo obiettivo è una grande sfida per l'umanità. La chimica può aiutare ad affrontare questa sfida scoprendo nuovi materiali che raccolgano efficientemente la radiazione solare, immagazzinino l'energia per utilizzi successivi e riconvertano l'energia immagazzinata quando necessario.

Il Clean Energy Project usa la chimica computazionale e la disponibilità delle persone ad aiutare per cercare le migliori molecole possibili per: un materiale organico fotovoltaico per ottenere celle solari economiche, polimeri per le membrane utilizzate nelle celle a combustibile per la generazione di elettricità e in generale come assemblare in modo migliore queste molecole per costruire questi dispositivi.

Aiutando a cercare tra migliaia di possibili sistemi, i volontari di World Community Grid contribuiscono a questo sforzo.

Approccio Modifica

I ricercatori utilizzano calcoli di meccanica molecolare e struttura elettronica per prevedere le proprietà ottiche e di trasporto delle molecole che potrebbero diventare la prossima generazione di materiali per le celle solari.

• Calcoli di meccanica molecolare (fase 1): alcuni dei computer che contribuiscono al Clean Energy Project svolgono calcoli di meccanica molecolare su cristalli molecolari, film sottili e miscele di molecole e polimeri per studiare le modalità di aggregazione e per prevedere la carica e le proprietà di trasporto dell'energia di eccitazione dei materiali candidati. Questi calcoli sono svolti utilizzando il pacchetto di meccanica molecolare CHARMM sviluppato dal gruppo di Karplus all'Università di Harvard.
• Calcoli di struttura elettronica (fase 2): per ottenere rilevanti proprietà ottiche e di trasporto elettronico alcuni dei computer connessi al Clean Energy Project svolgono calcoli usando metodi di funzione d'onda (come il Hartree-Fock o la teoria di perturbazione di secondo ordine) e teoria funzionale di densità. Questi calcoli aiuteranno i ricercatori a costruire un database di proprietà molecolari che insieme ai risultati dei calcoli di meccanica molecolare ci aiuterà ad identificare potenziali materiali candidati. I calcoli di struttura elettronica sono svolti con il codice di chimica quantistica Q-Chem sviluppato dalla Q-Chem, Inc.

Requisiti hardware Modifica

Rispetto agli altri progetti supportati dalla WCG, CEP2 ha delle particolarità di cui è necessario tenere conto. A causa di queste particolarità, agli utenti non verranno automaticamente inviate unità di lavoro di questo progetto; si dovrà fare una apposita richiesta. CEP2 è, come gli altri progetti, molto pesante dal punto di vista computazionale ma lo è ancor di più dal punto di vista della trasmissione dei dati dal/al server. Il lavoro verrà distribuito solo ai PC che risultino avere una banda libera di 1 Mbps o superiore. Ci dovrà essere infatti un download iniziale di circa 160MB e per ogni WU servirà scaricare 1MB di dati e caricare sul server i risultati per circa 50MB; questi valori sono piuttosto pesanti.

Link esterni Modifica

• Pagina di informazioni sul sito di WCG
• Sito ufficiale del progetto