Una foglia artificiale come cella solare

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Daniel Nocera, professore del MIT di Boston, da quattro anni studia la fotocatalisi dell’acqua per la produzione di idrogeno, con l’obiettivo di creare un dispositivo per convertire in modo diretto la luce del sole in un combustibile chimico ad alta energia, da immagazzinare e utilizzare. Il risultato del suo lavoro è oggi la cosiddetta “foglia artificiale”, la prima cella solare in grado di scindere direttamente le molecole d’acqua in idrogeno e ossigeno. In pratica si tratta di una cella solare in silicio con diversi materiali catalitici fissati su due lati della struttura che per funzionare non necessita di cavi o circuiti di controllo esterno.

Collocato in un contenitore di acqua ed esposto alla luce del sole, il dispositivo inizia a generare flussi di bolle di ossigeno da una parte e bolle di idrogeno dall’altra, e se il contenitore è dotato di una barriera per separare le parti, i due flussi possono essere raccolti e conservati per successivo utilizzo, per esempio per fornire energia collegando una cella a combustibile. Questo dispositivo ha il vantaggio di essere costruito con materiali poco costosi, sicuri e abbondanti in natura, quali silicio, cobalto e nickel. La foglia artificiale è costituita da un foglio sottile di silicio semiconduttore legato da un lato a uno strato di un catalizzatore a base di cobalto che rilascia l’ossigeno, mentre l’altro lato è rivestito da uno strato di nichel-molibdeno e lega di zinco che libera idrogeno. Il nuovo dispositivo non è ancora pronto per la produzione commerciale dal momento che i correlati sistemi di raccolta e stoccaggio dei gas devono ancora essere sviluppati.

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