Nuovi materiali per la tecnologia a combustibile solare
La creazione di syngas (costituito principalmente da “idrogeno” (H2) e monossido di carbonio) da acqua e luce solare è il primo passo nella produzione di combustibile solare, alternativa ai combustibili fossili. I ricercatori sono alla ricerca di migliori catalizzatori e materiali ad assorbimento luminoso per questa reazione al fine di montare un dispositivo fotosintetico utilizzabile nella realtà. Catalizzatori a base di numerosi metalli del terreno, invece di metalli preziosi e materiali a basso costo che assorbono la luce in modo efficiente da tutto lo spettro solare sarebbero l’ideale. Il progetto CO2SF (Solar fuel chemistry: Design and development of novel Earth-abundant metal complexes for the photocatalytic reduction of carbon dioxide), finanziato dall’UE, ha studiato due materiali che assorbono la luce privi di metallo in combinazione con un catalizzatore di nichel idrosolubile usato con un enzima che produce H2. Il primo materiale studiato è il nitruro di carbonio, un materiale non tossico ed economico a base di carbonio, realizzato mediante condensazione di melamina. Tale materiale ha dimostrato di essere molto stabile, rimanendo attivo per molto più tempo rispetto agli altri sistemi fotosensibilizzanti noti, i quali si sbiancano o si degradano successivamente a prolungati periodi di irradiazione. Il secondo riguarda i punti quantici di carbonio, i quali possono essere sintetizzati tramite l’acido citrico, un comune materiale di partenza a buon mercato e non tossico. È stato attivo come assorbitore di luce, e la produzione di H2 misurabile si è verificata anche in caso di irradiazione di luce visibile. Una novità è data anche dall’utilizzo di enzimi idrogenasi come parte del catalizzatore, offrendo ai ricercatori approfondimenti significativi riguardo alla loro azione e al meccanismo. Da questa analisi sono scaturite quattro pubblicazioni scientifiche ad alto impatto, e diversi progetti di spin-off continuano ad avvalersi dei risultati del progetto. Questo lavoro ha così contribuito a spianare la strada per lo sviluppo della tecnologia relativa al combustibile solare. In definitiva, la cattura, la conversione e l’immagazzinamento dell’energia solare aiuteranno in questo modo gli scienziati a sviluppare fonti di energia con zero emissioni di carbonio.
Parole chiave
Combustibile solare, gas di sintesi, carbonio, catalizzatori, materiali ad assorbimento luminoso, metalli terrosi, CO2SF
