Mettere da parte un po’ di sole per le giornate piovose
L’idrogeno è un gas pulito che quando viene immesso nelle celle a combustibile produce acqua. Le celle a combustibile funzionano come le batterie per generare elettricità attraverso una reazione chimica. Non è prevista alcuna combustione e, di conseguenza, non ci sono emissioni. Non sorprende il fatto che l’idrogeno si sia distinto come la fonte energetica in grado di sostituire i combustibili fossili. Fino a oggi, la produzione di idrogeno dipende da percorsi non rinnovabili, come il reforming a vapore del gas naturale. I ricercatori al lavoro sul progetto COCHALPEC (Development of electrodes based on copper chalcogenide nanocrystals for photoelectrochemical energy conversion) hanno dimostrato un percorso alternativo e sostenibile per produrre idrogeno. Il punto di partenza è stato lo sviluppo di pannelli solari capaci di generare una corrente elettrica per scindere le molecole d’acqua in ossigeno e idrogeno. Anche se il concetto è semplice, il costo delle tecnologie per la scissione dell’acqua è troppo alto. I ricercatori di COCHALPEC hanno risposto a questa sfida ideando un nuovo modo per costruire delle celle foto-elettrochimiche a basso costo. Il fattore chiave per la soluzione è stato l’adozione di quelli che sono conosciuti come materiali 2D, che essenzialmente constano di un singolo strato di atomi. Il team di COCHALPEC si è concentrato sulla sintesi di questi materiali sotto forma di film nanocristallini. Mediante la dispersione uniforme in un solvente liquido, il diseleniuro di tungsteno si trasforma in fiocchi sottili. Questa soluzione che assomiglia a un inchiostro di diseleniuro di tungsteno viene quindi iniettata nell’interfaccia tra due liquidi immiscibili, che è usata come un “mattarello” per modellare i fiocchi in un film sottile di elevata qualità. I fotoelettrodi fabbricati in questo modo sono stati sottoposti a test e si è scoperto che sono superiori in termini di efficienza ai film sottili fatti con lo stesso materiale usando però altri metodi. Prima della conclusione del progetto COCHALPEC nel maggio 2015, l’efficienza di conversione ottenuta era pari circa all’1 %. Anche se piuttosto bassa, questa potrebbe essere ulteriormente migliorata in modo da fornire rese superiori in futuro.
Parole chiave
Energia solare, sistemi fotovoltaici, idrogeno, materiali 2D, diseleniuro di tungsteno
