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Idrogeno: un nuovo semiconduttore rende l’elettrolisi solare più facile ed economica

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Che la transizione energetica avesse trovato nell’H2O green un nuovo alleato si era capito. Adesso gli scienziati lavorano affinché se ne possa produrre in grandi quantità, a emissioni zero e, soprattutto, a costi ridotti. Il sistema adoperato dal gruppo di ricerca dell’Università del Michingan costituisce un importante passo avanti verso un futuro a Idrogeno verde. 

Un processo sostenibile a emissioni zero

Il lavoro di un gruppo di ricerca americano potrebbe rilanciare la transizione energetica incrementando le prospettive di crescita dell’idrogeno verde. Lo studio, presentato dal professor Peng Zhou, ricercatore dell’Università del Michigan, riguarda un nuovo sistema di elettrolisi solare, un processo sostenibile e a zero emissioni. Si tratta di un sistema che, tramite la luce solare, consente la produzione di idrogeno green direttamente dall’acqua. Un traguardo a cui si era già arrivati, ma che adesso mostra elevati potenziali di sviluppo e di notevole risparmio. Tra le prossime sfide c’è, infatti, quella di migliorarne ulteriormente l’efficienza, puntando a ottenere idrogeno ad altissima purezza da immettere direttamente nelle celle a combustibile.

Livelli di efficienza dell’elettrolisi

Secondo gli ultimi aggiornamenti, la resa dell’ elettrolisi solare diretta, testata in condizioni di laboratorio stabili, ha raggiunto quasi il 10%, mentre all’esterno la trasformazione del sole e dell’acqua in idrogeno verde avrebbe raggiunto un’efficienza del 6,1%. 

Costi ridotti

Lo studio dell’Università del Michingan promette di aumentare l’efficienza del processo a emissioni zero anche in termini di costi, riducendo notevolmente le spese di produzione grazie alla conversione diretta di acqua ed energia solare, in idrogeno e ossigeno.

Un pannello ad alta prestazione

I progressi sono stati possibili grazie all’introduzione di un nuovo tipo di pannello solare in grado di operare una scissione fotocatalitica dell’acqua con un’efficienza più alta rispetto allo standard attuale. Il successo di questa strategia deriva dagli effetti di due elementi che, nello specifico, sono la concentrazione della luce solare e l’impiego di un semiconduttore fotocatalizzatore e autoriparante a base di nitruro di indio e gallio. L’utilizzo di queste soluzioni permette di migliorare le prestazioni del pannello e di evitarne il deterioramento, problema con cui i fotocatalizzatori tradizionali devono sistematicamente confrontarsi. Il nuovo semiconduttore continua a lavorare con efficienza anche a temperature elevate, un fattore che accelera il processo di scissione delle molecole d’acqua.

Semiconduttore a base di nitruro di indio e gallio

È proprio grazie all’utilizzo del semiconduttore a base di nitruro di indio e gallio che è possibile concentrare l’energia solare e risparmiare materiale. “Abbiamo ridotto le dimensioni del semiconduttore di oltre 100 volte rispetto ad alcuni modelli che funzionano solo a bassa intensità luminosa”, ha affermato Peng Zhou, primo autore dello studio. 

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