Oggi non è facile produrre l’idrogeno senza adoperare le fonti fossili. Per fortuna dall’Università di Shinshu (Giappone) arriva una nuova tecnologia che permetterà in futuro di produrre questo gas utilizzando semplicemente acqua e luce solare, in un processo simile alla fotosintesi delle piante.
Idrogeno grazie alla luce solare (e ai fotocatalizzatori)
Al centro di quest’innovazione ci sono principalmente i fotocatalizzatori. Ovvero materiali che, una volta esposti alla luce solare, innescano una reazione chimica per separare l’acqua in idrogeno e ossigeno. Ad oggi ci sono alcune tipologie di fotocatalizzatori, tra cui:
- a unico step, in cui un unico fotocatalizzatore scompone l’acqua in idrogeno e in ossigeno;
- a due step, in cui c’è un fotocatalizzatore che produce idrogeno e un altro dedicato all’ossigeno.
Il primo è semplice da usare, ma in genere non garantisce una buona efficienza, visto che il tasso di conversione dell’energia da solare a idrogeno è molto basso. Mentre il secondo è più avanzato rispetto ai sistemi tradizionali, e garantisce al tempo stesso un tasso di conversione più elevato. Da qui la decisione del team di scegliere il sistema a due step.
Per dimostrarne l’efficacia, il team ha realizzato un reattore di circa 100 metri quadrati, operativo per tre anni. E come ha spiegato il Dr. Takashi Hisatomi, uno degli autori dello studio pubblicato sulla rivista scientifica Frontiers in Science:
“Il nostro sistema ha mostrato prestazioni ancora migliori sotto la luce solare naturale rispetto alle condizioni di laboratorio. L’efficienza della conversione energetica è stata circa una volta e mezzo superiore sotto la luce solare naturale.”
Il ruolo dei fotocatalizzatori e della sostenibilità
Nonostante l’entusiasmo, come precisa il sito di informazione Techxplore, l’efficienza complessiva rimane attualmente intorno all’1%, ancora lontana dall’obiettivo pratico del 5%. Purtroppo per alzare ancora di più l’asticella dell’efficienza bisognerà lavorare sugli ostacoli che ancora oggi limitano la produzione di idrogeno. Ma alla fine ne varrà la pena. Infatti, come sottolinea il professor Kazunari Domen dell’Università di Shinshu, autore senior dell’articolo, se l’efficienza raggiungerà livelli pratici
“[…] molti ricercatori lavoreranno seriamente allo sviluppo della tecnologia di produzione di massa e dei processi di separazione dei gas, nonché alla costruzione di impianti su larga scala. Questo cambierà anche il modo in cui molte persone, compresi i politici, pensano alla conversione dell’energia solare. E accelererà lo sviluppo di infrastrutture, leggi e regolamenti relativi ai combustibili solari”.
Tra l’altro, nonostante i limiti attuali, questa tecnologia offre un vantaggio unico: la flessibilità. Infatti, sebbene non possa operare di notte o con cattivo tempo, l’energia solare viene immagazzinata come energia chimica nei materiali combustibili, permettendo così il suo utilizzo in qualsiasi momento e luogo.
