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Idrogeno combustibile direttamente dall’aria a costo zero?

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Un team di ricercatori ha sviluppato un materiale che utilizzato come vernice sarebbe in grado di scindere in idrogeno le molecole di vapore acqueo presenti nell’aria utilizzando l’energia solare.

L'idrogeno potrebbe diventare presto la base della nostra produzione industriale.

L’idrogeno è uno dei combustibili più puliti in circolazione, e
grazie alla enorme quantità di molecole d’acqua evaporate la fonte potrebbe essere considerata inesauribile.

Dei ricercatori hanno sviluppato un prodotto simile ad una vernice in grado di trasformare l’acqua in idrogeno combustibile. Quando bruciato, l’idrogeno emette solo acqua, tuttavia attualmente i costi per la sua produzione rispetto a quelli per l’estrazione dei combustibili fossili sono troppo alti perché sia conveniente produrlo. Questo nuovo materiale sarebbe però in grado di risolvere il problema, attingendo direttamente alle molecole d’acqua nell’aria umida e usando l’energia solare catturata dalla vernice per dividerle nei componenti che le compongono, idrogeno ed ossigeno. In un intervista a Researchgate l’autore dello studio, Torben Danaeke, ci racconta meglio questa nuova tecnologia.

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L’idrogeno, dice Danaeke, può essere veicolato sia in celle di energia sia direttamente in motori a combustione. Alcune macchine e bus alimentate ad idrogeno sono già in circolazione in alcune città in giro per il mondo. Il vantaggio chiave è che non ci sono prodotti dannosi derivanti dall’utilizzo di questo combustibile, e ciò potrebbe drasticamente ridurre il livello di smog, un problema molto attuale in città ad alta densità di popolazione.  Oltre ad il suo utilizzo come vettore di energia, l’idrogeno è anche un elemento fondamentale nella fertilizzazione dei terreni, nella produzione farmaceutica e nella microelettronica.

Il metodo di produzione dominante attualmente per la produzione di idrogeno utilizza combustibili fossili in un processo chiamato “Steam reforming”, processo che producendo un elevata quantità di gas nocivi all’ambiente nega tutti i benefici dell’impiego su larga scala dell’idrogeno.

L’idrogeno può essere anche prodotto tramite elettrolisi, processo in cui due elettrodi ad un dato voltaggio sono posti all’interno dell’acqua. Questo processo però è parecchio ineggiciente, e i catalizzatori basati sul platino necessari per accrescerne l’efficienza sono molto costosi, inoltre è parecchio difficile lavorare con l’acqua allo stato liquido poichè richiede sistemi di pompaggio e deve essere purificata.

Il sistema sviluppato da Danaeke invece cattura il vapore acqueo direttamente dall’aria, utilizzando la luce del sole come fonte d’energia per scindere idrogeno ed ossigeno, inoltre non fa differenza la provenienza del vapore acqueo pertanto l’acqua non deve essere purificata. Questo sistema è anche decisamente più semplice dei concetti esistenti e rappresenta in punto cardine del lavoro dei ricercatori. La pittura solare si compone di due componenti. Un catalizzatore in grado di assorbire l’umidità e dell’ossido di Titanio in grado di assorbire la luce. L’ossido di titanio assorbe la luce dal sole e la converte in energia elettrica, essendo in diretto contatto con il catalizzatore l’energia solare viene trasferita direttamente al catalizzatore ed utilizzata per scindere l’acqua e produrre idrogeno. Il catalizzatore da loro sviluppato ha la particolarità di assorbire continuamente l’umidità dall’aria e questo consente di avviare un ciclo infinito di divisione delle molecole utilizzando l’energia del sole. L’idrogeno poi deve essere catturato per immagazzinarlo e utilizzarlo sucessivamento.

Questo sistema può trovare applicazione in diverse configurazioni, una abbastanza ovvia può essere l’associazione ad un sistema fotovoltaico. Manca ancora tanto lavoro per trovare piena applicazione a questa tecnologia, come l’integrazione con membrane che consentiranno di immagazzinare selettivamente l’idrogeno prodotto, inoltre il catalizzatore potrebbe essere integrato direttamente in sistemi complessi in grado di riutilizzare immediatamente i componenti prodotti in reazioni più complesse.





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