Un nuovo passo nella produzione di idrogeno dall'acqua con la luce solare

Gli scienziati dell'Oregon State University hanno lavorato su un nuovo materiale in grado di contribuire alla produzione di idrogeno dall'acqua sfruttando esclusivamente la luce solare. La ricerca è significativa per le tecnologie che potrebbero ridurre i costi nella produzione di idrogeno pulito e diminuire la dipendenza dai combustibili fossili.

Nello studio condotto presso la Facoltà di Scienze dell'università, è stato sperimentato un metodo che mira a convertire direttamente l'energia solare in energia chimica. In questo approccio, invece di produrre elettricità con i classici pannelli solari per poi procedere all'elettrolisi, l'obiettivo è che materiali speciali in grado di assorbire la luce accelerino le reazioni all'interno dell'acqua.

Al centro della ricerca ci sono i fotocatalizzatori. I fotocatalizzatori sono definiti come sostanze che facilitano il verificarsi di reazioni chimiche assorbendo l'energia luminosa. Il team guidato da Kyriakos Stylianou si è concentrato a tal fine su materiali a struttura cristallina porosa noti come strutture metallo-organiche (MOF).

COME FUNZIONA IL BVR-19?

Negli esperimenti è stata utilizzata una struttura metallo-organica chiamata BVR-19. È stato indicato che questo materiale possiede un legame zolfo-zolfo in grado di decomporsi temporaneamente quando esposto alla luce, creando specie reattive di zolfo. Questa struttura è considerata importante per la cattura dell'energia luminosa e il trasporto degli elettroni verso le reazioni che favoriscono la produzione di idrogeno.

Secondo i ricercatori, uno degli aspetti salienti del metodo è che mira a funzionare senza la necessità di una fonte di energia esterna oltre alla luce solare. Inoltre, il fatto che il BVR-19 possa essere sintetizzato in soluzioni acquose e a temperatura ambiente potrebbe contribuire a rendere il processo di produzione più pratico in futuro.

Il team ha anche esaminato diverse versioni del materiale mantenendo la struttura principale e modificando solo il metallo contenuto. Con questi esperimenti, è stato studiato come piccole variazioni nella composizione delle strutture metallo-organiche si riflettano sulle prestazioni.

L'idrogeno è indicato tra i vettori energetici che potrebbero rappresentare un'alternativa ai combustibili fossili in settori come i trasporti e l'industria. Tuttavia, il metodo di produzione dell'idrogeno determina sia il suo costo che il suo impatto ambientale. Nel reforming del metano a vapore, uno dei metodi di produzione più diffusi oggi, viene utilizzato gas naturale e il processo rilascia anidride carbonica.

Secondo le stime riportate nelle fonti, mentre il costo dell'idrogeno prodotto tramite reforming del metano a vapore è di circa 1,50 dollari al chilogrammo, il costo dell'idrogeno verde ottenuto con energia rinnovabile può arrivare fino a circa 5 dollari. Per questo motivo, i materiali in grado di utilizzare la luce solare direttamente nelle reazioni chimiche sono importanti per rendere l'idrogeno verde più accessibile.

Tuttavia, lo studio non implica un'applicazione che sostituirà completamente il gas naturale nelle case a breve termine. I ricercatori sottolineano che, affinché il metodo possa essere utilizzato su scala commerciale, sono necessarie ulteriori valutazioni su aspetti come l'efficienza, la stabilità a lungo termine e il costo totale.

Fonte della notizia: 12punto