La Rice University ha dato alla luce una “foglia artificiale“: si tratta d un dispositivo low cost che riesce a scindere in totale autonomia l’acqua in idrogeno e ossigeno, usufruendo dell’energia della luce solare. Un vero traguardo nell’ambito dell’ecosostenibilità.
La foglia artificiale è composta principalmente da celle solari in perovskite e da elettrodi catalitici: una volta che le celle vengono colpite dalla luce del sole, iniziano a produrre energia elettrica che viene trasferita agli elettrodi, i quali a loro volta scindono l’acqua in idrogeno e ossigeno. L’efficienza della trasformazione da luce solare ad idrogeno si aggira intorno al 6,7%.
L’idea era già stata proposta nel passato, ma i ricercatori della Rice University sono riusciti ad integrare uno strato di perovskite e gli elettrodi in un unico modulo che, una volta immerso in acqua e posizionato alla luce del sole, riesce a produrre idrogeno in modo del tutto indipendente.
Foglia artificiale: vediamo i dettagli
La perovskite è un minerale composto da cristalli di forma cubica, le cui proprietà sono particolarmente indicate nelle applicazioni fotovoltaiche. Le più efficienti celle solari oggi prodotte utilizzando la perovskite riescono a sviluppare un’efficienza superiore al 25%, anche se c’è un aspetto non trascurabile: il costo dei materiali utili alla loro produzione e lo stress e usura a cui sono sottoposti dal momento in cui entrano in contatto con luce, umidità e calore sono tutt’altro che irrisori.
Per questo motivo gli studiosi della Rice University sono riusciti a sostituire i componenti più costosi, come il platino, con alternative più abbordabili come il carbonio, col risultato di riuscire a facilitare l’entrata nel mercato delle energie alternative anche la foglia artificiale. Oltre alla perovskite, il dispositivo è stato equipaggiato con una pellicola di Surlyn che riveste la cella di perovskite stessa, proteggendola e fungendo da isolante tra essa e gli elettrodi.
“Il concetto è sostanzialmente simile a una foglia artificiale. Quello che abbiamo è un modulo integrato che trasforma la luce solare in elettricità che guida una reazione elettrochimica. Utilizza acqua e luce solare per ottenere combustibili chimici” Spiega Lou, ricercatrice della Rice : “Abbiamo sostituito i componenti più costosi, come il platino, nelle celle solari perovskite con alternative come il carbonio. Questo abbassa la barriera d’ingresso per l’adozione commerciale. I dispositivi integrati come questo sono promettenti perché creano un sistema sostenibile. Ciò non richiede alcun potere esterno per mantenere il modulo in funzione.”
“Con una progettazione intelligente del sistema, puoi potenzialmente creare un ciclo autosufficiente. Anche quando non c’è la luce del sole, puoi usare l’energia immagazzinata sotto forma di combustibile chimico. Puoi mettere l’idrogeno e i prodotti dell’ossigeno in serbatoi separati e incorporare un altro modulo come una cella a combustibile per trasformare quei combustibili in elettricità” ha concluso la scienziata. La nuova sfida del team di ricercatori è quella di riuscire ad ottimizzare al massimo la produzione di energia solare della foglia artificiale, partendo dal potenziamento dei moduli. Staremo a vedere! Per ulteriori aggiornamenti, continua a seguirci.
