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ALTERNATIVE ENERGIES TECH-FOCUS 47 - ELETTRONICA OGGI 474 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2018 attraenti ma se fino a oggi non se n’è vista un’impor- tante crescita è a causa delle difficoltà insite nei processi di fabbricazione e perciò nei laboratori si studia come migliorare questa fase grazie all’u- tilizzo dell’energia sola- re che può agevolare la produzione dell’idrogeno e rendere più redditizia la catalisi della reazione protonica alla base delle fuel cell. In effetti, i due atomi della molecola dell’idrogeno hanno un legame relativamente debole e perciò per scinderli in due protoni e due elettroni l’energia solare è sufficiente. Più robusta è la molecola dell’ossigeno dove il catalizzatore diventa fondamentale e rimarrebbe la voce di costo maggiore per queste pile. Entrambe le sostanze però sono sovrabbondanti e gratuite nel pianeta e considerando che il prodotto di scarto delle fuel cell è l’acqua si capisce che queste pile potrebbero risolvere in un colpo solo i problemi di fabbisogno energetico e di inquinamento nelle nostre metropoli. Idrogeno dal mare e dal sole Il NanoScience Technology Center dell’ Uni- versity of Central Florida ha pubblicato i risul- tati di una sperimentazione che ha permesso di sviluppare un nanomateriale capace di estrarre l’idrogeno dall’acqua del mare usando l’energia solare. Il prototipo è stato ottenuto dopo dieci anni di ricerche condotte dal team capitanato dal dottor Yang sui fotocatalizzatori in grado di stimo- lare la reazione chimica per la separazione dell’idroge- no dall’acqua malgrado la variabilità della disponibili- tà della luce solare e nono- stante la presenza in mare di sali, sostanze di vario tipo e microorganismi che possono rallentarla. In sin- tesi, a un film ultra sottile di biossido di titanio sono state scavate chimicamente delle nano-cavità che sono state quindi riempite con bisolfuro di molibdeno che si presenta nella forma di nano-gocce bidimensionali con lo spessore di appena un singolo atomo. Questo approccio consente di massimizzare la raccol- ta dell’energia solare e, inoltre, calibrando oppor- tunamente il bisolfuro è possibile regolare la banda di picco ovvero la frequenza di massimo rendimento nella raccolta dell’energia dall’ultravio- letto fino al vicino infra- rosso. I ricercatori pro- mettono un costo relati- vamente competitivo per questo fotocatalizzatore che consente di ottenere dal mare un’infinità di idrogeno che può essere immagazzinato e tra- sportato per l’utilizzo nelle celle a combustibile. La tecnologia è stata brevettata dall’UCF che potrà quindi sfruttarne i diritti. Fotosintesi combustibile Al Lawrence Berkeley National Laboratory hanno recentemente ricostruito la fotosintesi arti- ficialmente in modo tale da catturare dall’aria la CO 2 e produrre come risultati l’etanolo e l’etilene da utilizzare direttamente come combustibili. Il team guidato dal dottor Joel Ager ha sfruttato le ricerche svolte dai ricercatori del Joint Center for Artificial Photosynthesis dei Berkeley Lab sui processi in grado di recuperare il carbonio e l’ossigeno dall’anidride carbonica e li hanno ingegnerizzati in una forma adatta alle celle a combustibile. In pratica, si tratta di un’elettrolisi catalizzata dalla luce solare che induce la con- versione del biossido di carbonio in idrocarburi e ossigenati con efficienza superiore a quella della fotosintesi naturale delle piante. Il tutto grazie al con- tributo delle nanotecnolo- gie sulla scelta degli elettro- di. Nel catodo è stata usata una nanostruttura di rame e argento con l’argento che effettua la riduzione della CO 2 in monossido di car- bonio e il rame che riduce quest’ultimo in idrocarburi e alcool. L’anodo è compo- sto da nanotubi di ossido di iridio ed è qui che avviene l’ossigenazione dell’acqua con la produzione dell’ossi- geno. Questi elettrodi sono stabili e possono lavorare Una tecnologia sviluppata in Florida consente di raccogliere l’energia solare con un nanomateriale fotocatalizzatore che la utilizza per separare l’idrogeno dall’acqua del mare La fotosintesi artificiale concepita nei Berkeley Lab consente di catturare l’anidride carbonica dall’aria e trasformarla direttamente negli idrocarburi etanolo ed etilene