Dal nulla: nuovo solare

I ricercatori affermano che il loro prototipo produce idrogeno con una purezza superiore al 99% e funziona in aria secca con un’umidità relativa del 4%.

I ricercatori hanno creato un dispositivo a energia solare che produce idrogeno direttamente dall’umidità presente nell’aria.

Secondo i suoi inventori, il prototipo produce idrogeno con una purezza superiore al 99% e può funzionare in aria secca fino al 4% di umidità relativa. Il dispositivo consentirebbe di produrre idrogeno senza emissioni di carbonio anche nelle regioni in cui l’acqua sulla terra è scarsa, dicono.

L’idrogeno è un combustibile a zero emissioni di carbonio che produce solo acqua come sottoprodotto quando viene utilizzato nelle celle a combustibile. Tuttavia, l’idrogeno puro non è abbondante in natura e per produrlo è necessario un apporto di energia. La produzione su larga scala coinvolge comunemente combustibili fossili che generano emissioni di carbonio.

L'autore principale dello studio e docente senior di ingegneria chimica presso l'Università di Melbourne, il dottor Gang Kevin Li, ha affermato che il dispositivo per la produzione di idrogeno potrebbe essere alimentato da energia solare o eolica.

Un prototipo ha prodotto idrogeno per più di 12 giorni consecutivi in ​​una prova monitorata. "[Per] uno di loro, lo abbiamo lasciato funzionare da solo per otto mesi", ha detto Li.

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Il dispositivo è costituito da materiale spugnoso con un liquido igroscopico, un fluido che assorbe l'umidità dall'aria, con una funzione simile alle bustine di gel di silice. Le molecole d'acqua assorbite vengono quindi divise sugli elettrodi in gas di idrogeno e ossigeno, un processo noto come elettrolisi.

“L’idrogeno è l’energia pulita per eccellenza… purché si dispongano di fonti di energia rinnovabili per elettrolizzare l’acqua”, ha detto Li.

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Si stima che il dispositivo produca fino a 93 litri di idrogeno per metro quadrato all’ora. "Se disponi di 10 metri quadrati di questa unità, puoi alimentare un'intera casa... per sostituire il consumo di gas naturale domestico per cucinare e riscaldare", ha detto Li.

I prototipi sono ancora di piccole dimensioni e il team ha in programma di creare unità da 1 e 10 metri quadrati nel prossimo anno.

I ricercatori prevedono che il dispositivo potrebbe essere uno strumento utile nelle regioni in cui l’acqua liquida non è facilmente disponibile per la produzione di idrogeno. “Ampie parti del mondo hanno problemi di scarsità d’acqua”, ha detto Li. “Quando si dispone di molta energia rinnovabile – eolica o solare – [spesso] non si dispone di molta acqua dolce per questo tipo di produzione di idrogeno”.

Il dottor Kim Beasy del Victorian Hydrogen Hub della Swinburne University, che non è stato coinvolto nella ricerca, ha affermato che il combustibile a idrogeno, sebbene importante, non è la soluzione miracolosa per raggiungere lo zero netto. "Stiamo arrivando a capire che l'idrogeno sarà un pezzo del puzzle", ha detto.

“Ci fornirà indicazioni per uscire da alcuni settori piuttosto difficili da mitigare come quello dei trasporti. Al momento non abbiamo alternative al diesel… l’idrogeno è davvero un’ottima opzione”.

Le economie di scala richieste “probabilmente non saranno raggiunte immediatamente con l’idrogeno pulito”, ha affermato Beasy, citando il prezzo elevato degli elettrolizzatori a idrogeno convenzionali. “Ciò di cui abbiamo veramente bisogno è un maggiore sostegno e sussidi da parte del governo per ridurre i costi di implementazione di questa tecnologia”.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications.

Questo articolo è stato modificato il 14 settembre 2022 per chiarire che l'idrogeno produce solo acqua come sottoprodotto quando viene utilizzato nelle celle a combustibile. Se bruciato all'aria produce anche ossidi di azoto.