Solare a concentrazione per produrre idrogeno con efficienze record

I ricercatori dello svizzero EPFL hanno creato un dispositivo intelligente in grado di produrre grandi quantità di idrogeno verde utilizzando solo una piccola quantità di metalli rari

Sviluppato in Svizzera un nuovo sistema fotoelettrochimico per produrre idrogeno solare

(Rinnovabili.it) – È possibile produrre idrogeno dall’elettrolisi dell’acqua mantenendo alta l’efficienza e bassi i costi? Per gli scienziati del Laboratorio di Scienza ed Ingegneria delle Energie Rinnovabili dell’EPFL, la risposta è sì. Il gruppo ha realizzato un generatore elettrochimico azionato dal sole e dotato di un’efficienza di conversione e di una densità di corrente senza precedenti. “L’idrogeno svolgerà un ruolo chiave nel ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili – spiegano i ricercatori – Ma renderlo affidabile su larga scala e ad un costo accessibile rappresenta una sfida”. Produrre idrogeno solare richiede, infatti, materiali rari e costosi – sia per le celle che per il catalizzatore – per catturare l’energia e convertirla (leggi anche Carburanti solari dalla CO2 atmosferica, ci prova la nuova foglia artificiale).

Per superare questo ostacolo il team svizzero ha deciso di “replicare” quello che oggi già avviene con le costose celle solari in GaAs: concentrare i raggi solari per diminuire l’aerea attiva necessaria e dunque i materiali impiegati. I risultati del lavoro sono stati pubblicati in questi giorni su Nature Energy in un articolo (in inglese) che spiega come il nuovo sistema mostri un tasso di conversione del 17%. Il segreto del successo risiede anche in un dispositivo di gestione termica intelligente integrato nell’apparecchio. “Nel nostro dispositivo, un sottile strato di acqua scorre sopra una cella solare per raffreddarlo. La temperatura del sistema rimane relativamente bassa, consentendo alla cella solare di offrire prestazioni migliori”, spiega Saurabh Tembhurne, coautore dello studio. “Allo stesso tempo, il calore estratto dall’acqua viene trasferito ai catalizzatori, migliorando così la reazione chimica e aumentando il tasso di produzione dell’idrogeno”, aggiunge Fredy Nandjou.

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In questo modo è possibile produrre idrogeno in maniera ottimizzata in ogni fase del processo di conversione. Secondo le prime stime, il nuovo sistema potrebbe funzionare per oltre 30.000 ore – ossia circa quattro anni – senza alcuna sostituzioni di componenti e fino a 20 anni con alcuni piccoli interventi di manutenzione, generando fino a 1 chilogrammo di idrogeno al giorno; un quantitativo sufficiente per far percorre circa 150 km ad un’automobile a fuel cell. Visti i primi risultati Tembhurne e Haussener sono decisi a di portare la loro tecnologia dal laboratorio al mercato attraverso lo spin-off SoHHytec.