Produzione di idrogeno da energia solare, più facile imitando le foglie

Creato un film in grado di aumentare l’efficienza delle foglie artificiali per la produzione di idrogeno da energia solare

(Rinnovabili.it) – Le piante sanno sfruttare i raggi di sole con un’efficienza unica. Perché allora non ispirarsi a loro per la produzione di idrogeno da energia solare? Ed è proprio questa la strada percorsa alla Caltech dove un team di scienziati ispirandosi ad processo chimico tipico delle foglie, ha sviluppato un sottile film conduttivo in grado di spianare la strada alla produzione di idrogeno per fotolisi. “Abbiamo sviluppato un nuovo tipo di rivestimento protettivo che consente di attuare un processo chiave nella produzione solare di combustibili con record di efficienza, stabilità ed efficacia mai raggiunti prima, e in un sistema che è intrinsecamente sicuro e non produce miscele esplosive di idrogeno e ossigeno”, spiegano i ricercatori. La foglia artificiale realizzata dal team della Caltech è costituita da tre componenti principali: due elettrodi (un fotoanodo e un fotocatodo) e una membrana. Il fotoanodo utilizza la luce solare per ossidare molecole di acqua generando così ossigeno gassoso, protoni ed elettroni, mentre il fotocatodo ricombina le particelle cariche per formare idrogeno gassoso. La membrana mantiene i due gas separati al fine di eliminare ogni possibilità di un’esplosione.

All’inizio del lavoro gli scienziati hanno cercato costruire gli elettrodi su semiconduttori comuni come silicio o arseniuro di gallio, usati tradizionalmente anche nei moduli fotovoltaici per la loro capacità di assorbire la luce. Tuttavia questi materiali sviluppano uno strato di ossido (cioè, ruggine) in presenza di acqua, rendendoli pertanto indatti al processo di fotosintesi artificiale. Il problema è stato risolto con l’impiego di un particolare rivestimento protettivo per gli elettrodi: un film sottile di ossido di nichel. “Dopo aver visto i fotoelettrodi funzionare senza alcun degrado, per 24 ore, e poi 100 ore, e poi 500 ore, abbiamo capito di aver fatto ciò che gli altri scienziati non erano riusciti a fare prima”, hanno spiegato soddisfatti gli scienziati. I ricercatori sono ovviamente ancora molto lontani dallo sviluppo di un prodotto commerciale che può convertire la luce solare in combustibile, ma la porta è stata aperta.