I ricercatori dell’Australian National University (ANU) hanno stabilito un nuovo record nella conversione diretta della luce solare in idrogeno. Un risultato che apre nuove possibilità per la produzione del vettore a basso costo
Nuova cella solare che produce idrogeno low cost
(Rinnovabili.it) – Nuovo record mondiale in campo energetico. Un team di scienziati dell’Australian National University (ANU) ha creato una cella solare che produce idrogeno con un’efficienza del 17,6 per cento. Un valore mai raggiunto prima nelle tecnologie di conversione diretta di acqua e luce in carburanti solari. I ricercatori hanno paragonato il processo utilizzato dal dispositivo alla fotosintesi vegetale. “Un percorso elegante e potenzialmente economico per accumulare energia solare è convertire la luce solare direttamente in idrogeno in una cella fotoelettrochimica, in maniera analoga al processo di fotosintesi sfruttato dalla natura”.
Nel dettaglio, la nuova cella solare che produce idrogeno è stata creata in “tandem”, stratificando materiali di perovskite a basso costo sopra una convenzionale unità al silicio, al fine di aumentarne l’efficienza. “Ciò rappresenta la massima efficienza finora raggiunta per un sistema [fotoelettrochimico] basato su semiconduttori economici per la scissione dell’acqua”, afferma il documento di ricerca.
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“L’energia generata dall’assorbimento della luce solare è proporzionale al gap di banda di un semiconduttore”, spiega la dott.ssa Siva Karuturi, co-autrice dello studio. “Il silicio, il materiale fotovoltaico attualmente più popolare sul mercato, può produrre solo un terzo dell’energia necessaria per dividere l’acqua. Se utilizziamo un semiconduttore con una larghezza di banda doppia rispetto a quella di Si, il problema si risolve”.
Tuttavia, maggiore è il gap di banda, minore è la capacità di catturare la luce solare di un semiconduttore. Per evitare questa sorta di compromesso prestazionale, il team ha impiegato due semiconduttori in tandem con intervalli di banda più piccoli che, non solo catturano i raggi in modo efficiente, ma insieme producono l’energia necessaria per generare spontaneamente idrogeno.
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Fino a ieri però la tecnica fotoeletrochimica risultava proibitiva in termini di costi proprio a causa di efficienze estremamente basse. Il valore del 17,6 per cento rappresenta un progresso fondamentale anche rispetto l’obiettivo fissato dal Dipartimento dell’Energia USA per le tecnologie Solar-to-Hydrogen; secondo il DoE, infatti, per essere competitive con altri metodi produttivi di idrogeno, dovrebbero avere una resa di almeno il 20 per cento.
La ricerca è stata pubblicata su Advanced Energy Materials (testo in inglese).
