La Geotermia di Giga ispira una risoluzione del parlamento europeo
Idrogeno dalla luce solare con efficienza record
Pubblichiamo il risultato di questa ricerca in quanto ci auguriamo che presto questo tipo di tecnologie possa diventare disponibile, andando ad integrare la vasta gamma di eco tecnologie già esistenti. Tecnologie che ci migliorano la vita e la qualità della stessa, che possono rendere questa civiltà sostenibile a lungo termine, nonché ampliare la possibilità di accedere al benessere alla larga parte di popolazione mondiale che ancora ne è estromessa.
L’idrogeno è un combustibile molto promettente in quanto molto disponibile e diffuso: compone infatti la molecola d’acqua. Inoltre, assicura una combustione molto pulita che può essere impiegata sia nei motori a scoppio, ma ancor meglio nelle celle a combustibile. Se non bastasse, ha un potere detonante di circa 4 volte superiore a quella della benzina, quindi è molto efficiente.
Si stima stimato che sarebbe sufficiente 1 km cubo di acqua per soddisfare tutta la domanda energetica annuale del mondo. Il problema è l’estrazione dell’idrogeno, che ad oggi viene effettuata con degli elettro-catalizzatori, ha bilancio energetico è negativo. Ovvero, serve più energia per produrre l’idrogeno, di quanto quell’idrogeno produrrà nel suo impiego. Si parla di “idrogeno verde” infatti, quando questo viene prodotto con l’eccesso delle rinnovabili (Fotovoltaico, eolico e idro-elettrico). È impensabile utilizzare combustibili fossili per produrre idrogeno.
Per questo è necessario sviluppare tecnologia pulite capaci di realizzare l’elettrolisi dell’acqua ed estrarre idrogeno. Per fortuna l’ingegno umano non si ferma, tutt’altro, e vi sono nuove soluzioni che fioccano in molte parti del mondo. Qui ad Ecofuturo ci piace cercarle e raccontarle, per portare conoscenza, ma anche per infondere speranza e stimolare la creazione di nuove iniziative ed imprese.
La visione che crediamo possibile è quella dove tecnologia ed ecologia vadano a braccetto.
In questo caso, la tecnologia che presentiamo sembra prendere spunto da quella “invenzione” naturale che ha cambiato per sempre la faccia della terra: la fotosintesi. In effetti, tutti gli organismi fotosintetici sono in grado di scindere la molecola d’acqua per estrarre l’ossigeno e l’idrogeno necessari al loro metabolismo.
La Natura ci insegna la Via, e noi vogliamo essere suoi allievi! Buona lettura!
Nuovo standard per una tecnologia ad idrogeno verde stabilito dagli ingegneri della Rice University
Gli ingegneri della Rice University sono in grado di trasformare la luce solare in idrogeno con efficienza da record grazie ad un dispositivo che riunisce semi-conduttori ad alogenuri e perovskite di nuova generazione, uniti ad elettro-catalizzatori, in un unico componente durevole, economico e scalabile
La nuova tecnologia è un significativo passo avanti per l’energia pulite. Può servire da piattaforma per una vasta gamma di reazioni chimiche che usano elettricità prodotta dal sole per convertire materie prime in combustibile.
Il laboratorio dell’ingegnere chimico e bio-molecolare Aditya Mohite, ha costruito il foto-reattore usando una barriera anti-corrosione che isola il semi-conduttore dall’acqua senza impedire il passaggio degli elettroni. Secondo uno studio pubblicato su Nature Communications, il dispositivo ha raggiunto un’efficienza del 20,8% di efficienza nella conversione luce solare – idrogeno.
Austin Fehr, ingegnere chimico e bio-molecolare, tra gli autori principali dello studio
“Impiegare luce solare come fonte energetica per produrre direttamente elementi chimici è uno degli ostacoli maggiori alla creazione di un’economia ad energia pulita. Il nostro obiettivo è di costruire piattaforme capaci di generare combustibili derivati dal sole, che siano economicamente sostenibili. Qui abbiamo progettato un sistema che assorbe luce solare e compie la scissione chimica dell’acqua direttamente sulla sua superficie”
Il dispositivo è conosciuto come cellula foto-elettrochimica, perché l’assorbimento di luce, la conversione in elettricità, necessaria alla reazione chimica, avviene tutto in un unico dispositivo. Finora, la tecnologia foto-elettrochimica per produrre idrogeno verde era gravata da efficienza molto bassa e dall’alto costo dei semi-conduttori.
“Tutti i dispositivi di questo genere producono idrogeno verde grazie all’uso di luce solare ed acqua. Il nostro è eccezionale perché ha un’efficienza da record ed impiega un semi-conduttore che è molto economico”. Afferma Fehr.
Il Mohite lab ed i suoi collaboratori hanno adattato la cellula solare per farne un reattore che utilizzasse l’energia solare, per scindere l’acqua in idrogeno e ossigeno. La sfida che hanno dovuto vincere è stata l’instabilità degli alogenuri di perovskite in acqua. I rivestimenti usati per isolare i semiconduttori o finivano per alterarne la funzionalità, o per danneggiarli. “Negli ultimi due anni, abbiamo provato molti tipi di materiali e tecniche diverse”, afferma Michael Wong, ingegnere chimico della Rice e co-autore dello studio.
Dopo numerosi tentativi falliti per ottenere i risultati voluti, i ricercatori hanno finalmente trovato una soluzione vincente.
“La nostra intuizione chiave è stata che erano necessari due strati di rivestimento. Uno per bloccare l’acqua e l’altro per avere un buon contatto elettrico tra gli strati di perovskite e lo strato protettivo. Il nostro risultato è l’altissima efficienza per le cellule foto-elettrochimiche senza concentrazione solare. Nonché la più alta in assoluto per quelle che impiegano semiconduttori agli alogenuri di perovskite. Sarebbe una novità per un settore che è stato storicamente dominato da semi-conduttori dai costi proibitivi. Ciò potrebbe rappresentare una soluzione verso una possibile commercializzazione di questo tipo di dispositivo per la prima volta in assoluto. Tramite ulteriori migliorie in termini di stabilità e di scala, questa tecnologia potrebbe aprire un varco per l’economia all’idrogeno. Cambiando così il modo in cui gli esseri umani producono beni dai combustibili fossili ai combustibili solari”. Così afferma Fehr.
I ricercatori hanno dimostrato che il loro concetto di barriera ha funzionato per diverse reazioni e con differenti semiconduttori, rendendoli cosi applicabili a molti settori diversi.
Mohite afferma: “Ci auguriamo che questi sistemi servano da piattaforma per lanciare una vasta gamma di dispositivi capaci di produrre combustibili da elettroni, usando materie prime abbondanti e luce solare come unica fonte di energia”.
Link originale e maggiori informazioni: https://news.rice.edu/news/2023/device-makes-hydrogen-sunlight-record-efficiency
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