La fotocatalisi estremamente efficiente converte l'acqua del rubinetto in idrogeno utilizzando solo la luce solare
L'idrogeno come fonte di energia è un elemento importante per un'economia sostenibile. Non solo camion, treni e automobili funzionano già con l'H2 grazie alle celle a combustibile. Viene anche utilizzato nella produzione di acciaio, nell'industria chimica e come mezzo di stoccaggio per l'energia rinnovabile.
Tuttavia, c'è ancora spazio per migliorare la sua produzione. Mentre la produzione da gas naturale sarà probabilmente esclusa in futuro, ma attualmente è imbattibilmente economica, l'elettrolisi richiede elettricità. E finché questa non è disponibile in abbondanza da fonti rinnovabili, la produzione di idrogeno è più inefficiente rispetto all'uso diretto o, ad esempio, all'uso di batterie di accumulo.
Ciò rende ancora più elegante l'approccio adottato da un gruppo di ricerca dell'Oregon State University. Una struttura composta da elementi metallici e organici con pori di dimensioni nanometriche richiede solo la luce solare diretta per estrarre l'idrogeno puro dalla normale acqua.
Un salto di efficienza
Il principio si chiama fotocatalisi. Un processo chimico viene innescato esclusivamente dall'assorbimento di fotoni dalla luce solare. La tecnologia di base è già nota. Tuttavia, i progetti precedenti che utilizzavano zinco, indio o titanio erano in grado di utilizzare solo tra lo 0,3 e lo 0,7 percento dell'energia solare incidente per produrre idrogeno.
Con la struttura ottimizzata e l'uso del rutenio, un metallo di transizione molto raro, l'efficienza potrebbe essere aumentata al 10,0%, ossia da 15 a 30 volte meglio. Sebbene il valore sia ancora molto inferiore ai tassi di conversione di una cella solare commerciale, l'idrogeno viene ottenuto direttamente senza deviazioni e quindi senza ulteriori perdite di energia.
Negli esperimenti, sono state ottenute 10.000 micromoli di idrogeno all'ora per grammo di acqua. Mentre i chimici e i ricercatori di materiali sarebbero già impressionati, una conversione potrebbe aiutare tutti gli altri.
Quasi il 20 percento dell'H2 contenuto nell'acqua può essere dissolto in un'ora. Ciò significa che 50 litri (13 US gal) di acqua sono sufficienti per ottenere un chilogrammo di idrogeno in un'ora. Nei test con acqua di normale potenza, il tasso è stato leggermente peggiore. Sarebbero necessari circa 60 litri (16 gal USA).
Sarebbe sufficiente un'area di circa 100 metri quadrati (1.000 piedi quadrati). Dopo tutto, un chilogrammo di idrogeno è sufficiente per percorrere quasi 100 chilometri (60 miglia) o per riscaldare una casa per alcune ore.
