Minuscole stelle d’oro, rivestite da semiconduttore, sono in grado di condurre la reazione fotocalitica per la produzione di idrogeno dall’acqua in maniera 4 volte più efficiente degli attuali metodi
L’oro regala una marcia in più allo stoccaggio dell’energia solare
(Rinnovabili.it) – Il nuovo ingrediente segreto nello stoccaggio dell’energia solare? Minuscole stelle d’oro. Questa perlomeno è la direzione intrapresa da un team di scienziati della Rutgers University-New Brunswick, negli Stati Uniti, come parte di una ricerca sui solar fuel. Il gruppo cercava un modo per migliorare l’efficienza della fotocatalisi nella produzione di idrogeno, procedimento che permette di sfruttare la luce solare per produrre reazioni più veloci o meno costose. La soluzione messa a punto consiste in un nuovo materiale creato a partire da biossido di Titanio (TiO2) – un semiconduttore ampiamente usato come fotocatalizzatore – fatto crescere direttamente su nanoparticelle d’oro a forma di stelle.
Per attivare il materiale e quindi velocizzare le reazione di produzione d’idrogeno dall’acqua, basta la luce a bassa energia. Si tratta di un importante passo avanti rispetto alle vie percorse fino ad oggi. “Invece di usare la luce ultravioletta, che costituisce la pratica standard, abbiamo sfruttato l’energia della luce visibile e infrarossa per eccitare gli elettroni nelle nanoparticelle d’oro”, spiega Laura Fabris, professore associato presso il Dipartimento di Scienza dei Materiali e Ingegneria della Facoltà di Ingegneria che ha guidato il lavoro con Fuat Celik, assistente professore presso il Dipartimento di ingegneria chimica e biochimica. “Gli elettroni eccitati nel metallo possono essere trasferiti in modo più efficiente nel semiconduttore, catalizzando la reazione”.
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Le nanoparticelle d’oro permettono di assorbire rapidamente la luce, trasferendo alcuni degli elettroni generati dai fotoni catturati, al vicino biossido di titanio. In questo modo il team ha scoperto di poter produrre idrogeno dall’elettrolisi dell’acqua in un modo fino a 4 volte più efficiente rispetto i procedimenti dimostrati sino a oggi, portandoaprendo le porte ad un migliore sistema per lo stoccaggio dell’energia solare.
“Questo è stato il nostro primo tentativo, ma una volta compreso il materiale e il suo funzionamento possiamo disegnare nuovi progettarne di nuovi per applicazioni in diversi campi, dai semiconduttori all’industria solare o chimica, oppure per la conversione dell’anidride carbonica in qualcosa che possiamo usare”.
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