L'idrogeno prodotto a partire dalle
rinnovabili è da sempre visto come una soluzione promettente e versatile
per accumulare energia pulita sotto forma di carburante. Nell'ottenere
il combustibile pulito dal fotovoltaico, normalmente si abbinano moduli
al silicio che producono elettricità a dispositivi che con quell'energia
compiono l'elettrolisi, scindendo molecole d'acqua in idrogeno ed
ossigeno. Un metodo piuttosto costoso. Da tempo si sta lavorando a celle
fotovoltaiche in grado di fare direttamente l'elettrolisi, cioè celle
che a partire dalla luce del sole producono carburante anziché energia elettrica.
Su
questa strada ora si è fatto un grosso passo avanti grazie alle
ricerche compiute nei laboratori della Eindhoven University of
Technology: lì si è creata una cella al fosfuro di gallio (GaP) che, grazie ad una soluzione nanotecnologica, ha un'efficienza di 10 volte maggiore
rispetto a celle analoghe nel convertire l'energia solare in idrogeno e
può essere realizzata usando una quantità di 10mila volte inferiore del
prezioso materiale.
Il
GaP ha buone proprietà elettriche, ma ha l'inconveniente di non
assorbire bene la luce quando è in forma di lastra piana, come
utilizzato nelle celle solari realizzate finora con questo materiale. I
ricercatori dell'università di Eindhoven hanno superato questo problema
grazie alle nanotecnologie: hanno ottenuto una una griglia di molto piccoli nanofili
di GaP, ciascuno di circa cinquecento nanometri (milionesimi di
millimetro) di lunghezza e novanta nanometri di spessore (vedi
immagine).
Questa soluzione ha
potenziato di un fattore 10 l'efficienza delle celle in questione nel
convertire l'energia del sole in idrogeno. La si è portata al 2,9 per
cento, un record per le celle al GaP, anche se il
valore è ancora ben lontano dal 15% di efficienza raggiunto dalle celle
al silicio accoppiate ad una batteria per l'elettrolisi.
Ma
il punto di forza delle nuove celle realizzate a Eindhoven non è solo
l'efficienza migliorata: hanno anche le carte in regola per essere molto più economiche.
Spiega il coordinatore della ricerca, il professor Erik Bakker: "Per la
struttura a nanofili abbiamo bisogno di diecimila volte meno del
prezioso GaP rispetto a in celle con superficie piana. Cosa che rende
questi tipi di cellule potenzialmente molto più economico. Inoltre, il
GaP è anche in grado di estrarre l'ossigeno dall'acqua - in questo modo
si ha in realtà una cella a combustibile in cui è possibile stoccare
temporaneamente l'energia solare. In breve, per il futuro dei
combustibili solari il fosfuro di gallio è una soluzione che non si può
più ignorare."
- Lo studio: Anthony Standing et al., Efficient water reduction with gallium phosphide nanowires, Nature Communications (17 July 2015) DOI: 10.1038/ncomms8824
- Il comunicato fornitoci dalla Eindhoven University of Technology e pubblicato nella nostra sezione English
