Anche l’idrogeno può essere solare, oltre che green. In questo caso non si parla però di un tipo di idrogeno, ma un modo ancora più eco-friendly per produrlo, visto che, per essere realmente ecocompatibile, deve essere prodotto senza alcuna impronta di carbonio. Come ad esempio con l’energia solare, ma non attraverso i soliti pannelli fotovoltaici. Dalla Germania arriva infatti un innovativo mini reattore PEC che potrebbe rendere la produzione dell’idrogeno davvero ecosostenibile al 100%.
Cos’è e come funziona il mini reattore PEC
Sviluppato da tre istituti Fraunhofer (Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems, il Fraunhofer Institute for Surface Engineering and Thin Films e il Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics), il progetto Neo-PEC prevede l’utilizzo di un particolare modulo fotovoltaico che permetta di generare idrogeno utilizzando l’energia solare.
Il PEC è una cella fotovoltaica tandem basata sulla tecnologia della scissione fotoelettrochimica dell’acqua (da qui l’acronimo inglese PEC, photoelectrochemical cell). Particolarità di questo modulo è il fatto che l’intero processo di scissione dell’acqua avviene all’interno dell’unità, senza bisogno di elettrolisi separata.
Per produrre la cella tandem, i ricercatori hanno rivestito il vetro fotovoltaico con materiali semiconduttori su entrambi i lati. Una parte della luce solare che colpisce il vetro viene assorbita da un lato, mentre una parte della luce (quella con la lunghezza d’onda più lunga) passa attraverso il vetro e viene assorbita sul lato opposto, generando idrogeno e ossigeno rispettivamente sui lati adibiti a catodo e anodo del modulo.
Si tratta di una soluzione che risolve così il problema degli elettrolizzatori, necessari per l’elettrolisi dell’idrogeno ma in genere molto complessi, costosi e di difficile manutenzione, nonché disponibili in quantità limitata a causa delle policy climatiche in continua evoluzione.
Una tecnologia davvero promettente
Nel corso dei tre anni del progetto, i ricercatori hanno sviluppato una serie di materiali semiconduttori ad alta purezza, applicandoli con metodi di rivestimento ultra-delicati per aumentare la resa dell’idrogeno. Gli elementi fotovoltaici collegati nel modulo forniscono una tensione aggiuntiva che accelera così l’attività e migliora l’efficienza.
Il risultato è un mini reattore PEC che genera un importante quantità di idrogeno, separato dall’ossigeno, con solo una superficie attiva di mezzo metro quadrato. Attualmente, un singolo modulo esposto alla luce solare può produrre oltre 30 chilogrammi di idrogeno all’anno su una superficie di 100 metri quadrati. Sufficiente per far viaggiare un’auto a idrogeno per 15.000-20.000 chilometri.
Dopo numerosi test sul campo che hanno dimostrato la stabilità e la funzionalità dei moduli, il team degli istituti Fraunhofer sono già al lavoro su un progetto di follow-up per sviluppare ulteriormente la tecnologia in questione, con l’obiettivo di mettere a punto, in collaborazione con il settore privato, una fornitura decentralizzata di idrogeno sicura ed efficiente.
