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Una ricerca americana punta a una produzione foto-elettrochimica dell’idrogeno, migliore dal punto di vista economico

 

I ricercatori del National Renewable Energy Laboratory (NREL) degli Stati Uniti d’America hanno adottato un nuovo approccio nella produzione dell’idrogeno basata sullo sfruttamento della photoelectrochemical cell, detta PEC (ovvero della cellula foto-elettrochimica che riesce a ricavare energia elettrica o idrogeno dalla luce solare, grazie all’uso di particolari materiali). Nella pratica specifica di questo metodo, si utilizza l’energia solare per dividere l’acqua in idrogeno e ossigeno tramite dei semiconduttori speciali, dei materiali PEC e una serie di catalizzatori.

Finora, in tutti gli esperimenti che sono stati fatti in questo campo, come catalizzatori fissati ai semiconduttori sono stati utilizzati metalli preziosi come il platino, il rutenio e l’iridio, ma non era pensabile l’idea di usare questi metalli su larga scala, perché lo sforzo commerciale non sarebbe stato conveniente. Per questo, ci si è spostati su catalizzatori molecolari che sono più economici di quelli a base di metalli preziosi, ma che danno molti problemi di stabilità e hanno una durata più breve.

I ricercatori del NREL hanno esaminato questi catalizzatori molecolari al di fuori della soluzione liquida all’interno della quale sono normalmente studiati, per vedere se potevano collegare il catalizzatore direttamente sulla superficie del semiconduttore. Usando questo approccio, sono stati in grado di mettere uno strato di biossido di titanio (TiO2) sulla superficie del semiconduttore e legare il catalizzatore molecolare al TiO2 e hanno scoperto che i catalizzatori molecolari possono essere altamente attivi, esattamente come i catalizzatori a base di metalli preziosi .

Secondo gli scienziati che hanno collaborato allo studio, anche se i catalizzatori molecolari non sono così stabili come i catalizzatori a base di metalli, visto che i sistemi di PEC vengono chiusi ogni sera al tramonto, gli si lascia il tempo di rigenerarsi. Quindi, nonostante la bassa stabilità, potrebbero essere buoni candidati per risolvere a lungo termine il problema di scalabilità dei sistemi PEC di scissione dell’acqua.

 

L’intero studio della NREL, supportato dal Department of Energy’s Office of Science è stato pubblicato su Nature Materials.

EC

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