Nuovo passo avanti significativo nella produzione di combustibili liquidi solari da parte del consorzio statunitense (nonché centro di ricerca) CHASE (Center for Hybrid Approaches in Solar Energy to Liquid Fuels), che ha dimostrato per la prima volta di poter sviluppare un carburante solare utilizzando il silicio direttamente sui fotoelettrodi, così da migliorare la resa dei prodotti nel momento in cui la luce solare viene utilizzata per trasformare l’anidride carbonica (CO2) in un combustibile.
La necessità di combustibili liquidi solari
Le energie rinnovabili, come quella solare e quella eolica, hanno dimostrato di poter soddisfare gran parte delle esigenze energetiche mondiali, in particolare per l’elettricità. Tuttavia, settori come il trasporto e l’industria pesante richiedono fonti di energia più dense, al pari del diesel e della benzina. E negli ultimi anni la ricerca ha avuto modo di dimostrare che i combustibili liquidi solari, prodotti a partire dalla CO2 e dall’acqua, possono rappresentare una valida alternativa a questi carburanti.
Ma cosa sono i combustibili solari? Si tratta di un tipo di carburante che imita il processo naturale della fotosintesi, sfruttando l’energia solare per convertire l’anidride carbonica in molecole utili, riducendo così anche i gas serra nell’atmosfera. Tra i principali combustibili solari abbiamo il metanolo, che potrebbe diventare il combustibile d’elezione per veicoli e industrie.
Fino a oggi, i combustibili liquidi solari si ottengono utilizzando elettrodi in silicio con l’ausilio di catalizzatori. Questi catalizzatori, una volta esposti alla luce, attivano una reazione chimica che trasforma l’anidride carbonica e l’acqua in metanolo o monossido di carbonio, che possono essere poi usati come base per la sintesi di altri composti energetici.
Proprio al centro della ricerca del CHASE c’è l’utilizzo del silicio direttamente nei fotoelettrodi attraverso una configurazione tridimensionale mai sperimentata fino ad oggi per la produzione di combustibili solari. Questa nuova struttura ha dimostrato, nei test sperimentali, di garantire una migliore interazione tra catalizzatore e superficie, favorendo così l’efficienza della reazione.
I risultati ottenuti dal CHASE per produrre carburante dalla CO2
Come racconta Interesting Engineering, in uno degli esperimenti, i ricercatori hanno usato il cobalto come catalizzatore e lo hanno depositato su micropilastri di silicio tridimensionale. Questa disposizione ha portato a un aumento della densità di corrente, che si traduce in una maggiore produzione di metanolo.
In un altro esperimento, il team ha utilizzato invece il renio come catalizzatore. In questo caso, la durata e la selettività del sistema è migliorata ulteriormente, riducendo la CO2 a metanolo e garantendo risultati promettenti.
Gli esperimenti condotti dal CHASE dimostrano il potenziale dell’uso di silicio tridimensionale per migliorare l’efficienza nella produzione di combustibili solari. Grazie a queste innovazioni, il sogno di un ciclo energetico chiuso, che utilizza solo CO2, acqua e luce solare per produrre carburante, potrebbe presto diventare realtà.
