Gli scienziati del National Renewable Energy Laboratory raggiungono il 16,2% grazie alla nuova e migliorata cella PEC
(Rinnovabili.it) – Ancora un passo avanti nella produzione di idrogeno dall’acqua ad alta efficienza e bassi costi. Grazie ad un dispositivo inventato nel 1990, i ricercatori del National Renewable Energy Laboratory (NREL) del dipartimento americano dell’Energia, si sono accaparrati il primato mondiale nella sintesi dei carburanti solari. Il record riguarda un settore tecnologico ben definito che impiega celle fotoelettrochimiche (o celle PEC per usare l’acronimo inglese) per l’elettrolisi delle molecole d’acqua (H2O), ossia per la rottura dei legami fra ossigeno e idrogeno. Il nuovo record d’efficienza è del 16,2 per cento, un punto percentuale in più del valore raggiunto nel 2015 un team internazionale di ricercatori provenienti da Germania e California.
Produzione di idrogeno dall’acqua con le celle PEC
La cella PEC, come è intuibile dal nome, è una cella solare che è, si comporta allo stesso tempo da pila elettrochimica: è in grado di assorbire attraverso uno degli elettrodi energia luminosa e, oltre alla produzione di corrente, determina il rilascio di idrogeno ed ossigeno gassosi.
Sia i vecchi che i nuovi processi PEC impiegano pile di semiconduttori in tandem capaci di assorbire la luce, immersi in una soluzione di acido/acqua (elettrolita). Ma a differenza del dispositivo originale fatto di fosfuro di indio-gallio (GaInP2) fatto crescere in cima ad uno strato di arseniuro di gallio (GaAs), la nuova cella realizzata dal NREL è stata sintetizzata capovolta, dall’alto verso il basso, determinando quello che in gergo viene chiamato un dispositivo a “Inverted Metamorphic Multi-juntions” o Multigiunzione Metamorfica Invertita.
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Tale avanzamento, unitamente a una progettazione che ha eliminato i difetti di superficie del fotoelettrodo, ha permesso ai ricercatori di migliorare in maniera considerevole l’efficienza generale del processo portandola al 16,2%. Prima che la tecnologia PEC per produrre idrogeno dall’acqua sia commercialmente redditizia, diversi aspetti chiave devono essere migliorati. A partire dal costo di produzione dell’idrogeno che dovrà coincidere con l’obiettivo del DOE di meno di 2 dollari al chilogrammo. Gli scienziati del Laboratorio USA sono anche attivamente impegnati nella ricerca di nuovi modi per aumentare la durata di vita del dispositivo contestualmente all’incremento dell’efficienza.
