• Articolo Boston, 3 ottobre 2011
  • Per funzionare non necessita di fili o circuiti di controllo

    Le foglie artificiali diventano realtà

  • Dal Mit di Boston la prima cella solare in grado di scindere, direttamente, le molecole d’acqua in idrogeno e ossigeno

(Rinnovabili.it) – Daniel Nocera ce l’ha fatta, la “foglia artificiale” è realtà. Il professore del Massachusetts Istitute Technology di Boston lavora dal 2007 sul processo di fotocatalisi dell’acqua per la produzione di idrogeno, o più precisamente sulla creazione di un dispositivo che sia in grado di convertire in modo diretto la luce del sole in un combustibile chimico ad alta energia, da immagazzinare e utilizzare al bisogno. I più recenti progressi della ricerca sono stati descritti nell’ultimo numero della rivista Science, dove Nocera e il suo team spiegano l’evoluzione della propria tecnologia e i risultati raggiunti. Quella che è stata prontamente ribattezzata “foglia artificiale” non è altro che una cella solare in silicio con diversi materiali catalitici fissati su due lati della struttura; per funzionare non necessita di cavi o circuiti di controllo esterni ma deve semplicemente essere collocata in un contenitore con dell’acqua ed esposta alla luce del sole. In pochi secondi il dispositivo inizierà a produrre bolle di ossigeno da un lato e di idrogeno dall’altro; i gas possono a loro volta essere raccolti e conservati per un utilizzo successivo, ad esempio collegandovi una cella a combustibile. Il merito di Nocera è di aver realizzato tutto ciò impiegando materiali poco costosi, sicuri e abbondanti. “Sono convito che quest’idea abbia chance reali”, commenta il professore. “Non si può ottenere di più: è una soluzione portatile, non hai bisogno di cavi ed è leggera. Basta introdurla in un bicchiere d’acqua e inizia lo splitting”.

LA RICETTA DEL SANDWICH SOLARE CHE ROMPE LE MOLECOLE D’ACQUA 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 – scoperto da Nocera e i suoi co-autori nel 2008 – che rilascia l’ossigeno. L’altro lato è rivestito da uno strato di nichel-molibdeno – 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. Allo stato attuale, la foglia può reindirizzare circa il 2,5 per cento dell’energia della luce solare nella produzione di idrogeno; la variante dotata di fili per collegare i catalizzatori alla cella solare, ha raggiunto il 4,7 per cento di efficienza. Un’altra linea di ricerca sta invece esplorando l’utilizzo di materiali fotovoltaici diversi dal silicio, come l’ossido di ferro, come un’opzione per ridurre ulteriormente i costi di produzione. “C’è ancora molto lavoro da fare, – conclude Nocera – ma si tratta di un passo avanti. Stiamo andando nella giusta direzione”.