Realizzato dall’Università di Cambridge un dispositivo fotocatalitico galleggiante in grado di trasformare le risorse idriche contaminate in idrogeno e acqua potabile solo con l'aiuto del sole
Aggiunta la traspirazione alle foglie artificiali
(Rinnovabili.it) – Un unico dispositivo in grado di affrontare una doppia crisi: quella idrica e quella connessa all’accesso all’energia. A realizzarlo, un gruppo di scienziati dell’Università di Cambridge, che ha trovato il modo per produrre acqua potabile e idrogeno pulito da qualsiasi fonte idrica contaminata. Lo strumento, messo a punto dal dottor Chanon Pornrungroj e colleghi, è un’evoluzione del concetto di foglia artificiale. Il termine racchiude tutti quei sistemi creati dall’uomo per imitare la fotosintesi naturale e generare da acqua, sole e CO2 prodotti chimici utili, come i carburanti.
Il team di Cambridge ha voluto compiere un passo in più, regalando alla propria “foglia” anche la funzione di potabilizzazione delle risorse idriche marine o inquinate. Ma come spiega lo stesso Pornrungroj “riunire la produzione di combustibili solari e la purificazione dell’acqua in un unico dispositivo è complicato. La scissione dell’acqua azionata dal sole, in cui le molecole di H2O vengono scomposte in idrogeno e ossigeno, deve iniziare con acqua totalmente pura perché qualsiasi contaminante può avvelenare il catalizzatore o causare reazioni chimiche collaterali indesiderate”.
Acqua potabile e idrogeno pulito in un solo colpo
Per superare il problema gli scienziati hanno progettato innovativi fogli solari galleggianti che integrano al loro interno sia una funzione fototocatalitica che una fototermica. Nel dettaglio hanno depositato polvere di titanato di stronzio drogato con alluminio (il catalizzatore) sopra un generatore di vapore solare. Quest’ultimo non è altro che una rete di carbonio nanostrutturata in grado di funzionare sia come assorbitore di luce e calore, che da elemento galleggiante.
Il fotocalizzatore, attivo nello spettro UV, facilita la scissione l’acqua fatta evaporare dall’elemento sottostante, e produce idrogeno pulito e ossigeno. Nel contempo la struttura porosa del generatore di vapore impedisce al sale e allo sporco di passare. Ovviamente non tutte le molecole d’acqua vengono scisse. La quota rimanente nella parte superiore del dispositivo per fornire una risorsa potabile.
Progetto semplice ma efficenza da migliorare
“È anche un progetto molto semplice”, afferma lo scienziato Mohamad Annuar, co-autore della ricerca. “In pochi passaggi possiamo costruire un dispositivo che funziona bene con l’acqua proveniente da un’ampia varietà di fonti”. “Ed è molto tollerante agli agenti inquinanti mentre il design galleggiante consente al substrato di funzionare in acque molto torbide o fangose”, ha aggiunto Pornrungroj. “Si tratta di un sistema altamente versatile”. Messo alla prova il nuovo foglio solare ibrido ha prodotto idrogeno pulito con un’efficienza dello 0,13 ± 0,03%, fornendo 0,95 kg/m2 all’ora di vapore acqueo. E mantenendo la sua stabilità operativa per oltre 154 ore. La ricerca è stata pubblicata su Nature (testo in inglese).
