Un piccolo reattore produce idrogeno direttamente dalla luce solare

Il modulo presentato dall'Istituto Fraunhofer è la soluzione completa per la produzione di idrogeno. Il sistema completo può scindere l'acqua in idrogeno e ossigeno utilizzando solo l'elettricità, che genera da solo.

Questo elemento per la scissione solare diretta dell'acqua si chiama cella fotoelettrochimica, o PEC in breve. Questo trasforma il piccolo dispositivo in un modulo PEC tandem. Il suo scopo è quello di generare idrogeno per un uso successivo nel modo più flessibile possibile e senza un'ampia configurazione.

Tuttavia, lo sviluppo fino a questo punto non è stato del tutto semplice. L'idrogeno non è solo molto volatile. Se si mescola con l'ossigeno che viene prodotto dopo la generazione, può verificarsi la cosiddetta reazione di gas detonante. Il nome dice tutto.

All'interno della cella tandem devono quindi esistere due aree rigorosamente separate. Questo funziona con una lastra di vetro rivestita su entrambi i lati con due diversi materiali semiconduttori. Lo strato superiore assorbe solo la luce a onde corte. Il lato inferiore converte la luce a onde lunghe in elettricità.

Questo permette di produrre idrogeno nella parte inferiore e ossigeno in quella superiore. L'idrogeno viene catturato e può poi essere immagazzinato, anche se si tratta di un processo complesso.

Come soluzione completa, tutto ciò che rimane è che il sole splenda, che l'acqua sia disponibile e che la produzione abbia inizio. Secondo l'Istituto Fraunhofer, sono già stati effettuati dei test sul campo su larga scala.

Il sole dell'Europa centrale, ossia una luce solare molto scarsa, è sufficiente per produrre 150 grammi di idrogeno puro all'anno da un singolo modulo PEC tandem con un'area attiva di mezzo metro quadrato (5 piedi quadrati). Con 100 metri quadrati (1.000 piedi quadrati), il risultato sarebbe di 30 chilogrammi (66 libbre). Questo darebbe a un veicolo a idrogeno un'autonomia di 3.000 chilometri (2.000 miglia).

Tuttavia, occorre ancora lavorare sull'efficienza. Se si considera solo l'energia che può essere generata, una cella solare commerciale può generare 20 volte di più con la stessa quantità di luce solare. Tuttavia, il principio di ottenere l'idrogeno direttamente da un singolo elemento merita sicuramente ulteriori sforzi, fino a quando l'efficienza non raggiungerà valori praticabili.