La fotosintesi artificiale è sempre più vicina grazie ai progressi compiuti da un’équipe di ricercatori del California Institute of Technology. Gli scienziati hanno messo a punto un nuovo film conduttivo che potrebbe essere utilizzato nei dispositivi per ricavare idrogeno dall’acqua grazie allo sfruttamento dell’energia solare.

La foglia artificiale creata dai ricercatori californiani è formata da tre componenti principali: due elettrodi, un fotoanodo e un fotocatodo, e una membrana. Il fotoanodo sfrutta la luce solare proprio come farebbe una pianta, ossidando le molecole di acqua e generando ossigeno, protoni ed elettroni.

Il fotocatodo interviene nel processo ricombinando i protoni e gli elettroni per formare idrogeno gassoso. Il ruolo della membrana è invece determinante per garantire la sicurezza del procedimento. La membrana in plastica mantiene i due gas separati prevenendo il rischio di esplosioni e spingendo il gas in una conduttura. Come illustra Nate Lewis, docente di chimica alla Caltech e principale autore dello studio:

Il nuovo tipo di rivestimento protettivo che abbiamo sviluppato ci consente di produrre carburante dall’energia solare in modo efficiente e sicuro, senza generare miscele esplosive di idrogeno e ossigeno.

Lewis spiega che senza la membrana il fotoanodo e il fotocatodo sarebbero stati troppo vicini. Entrambi avrebbero condotto elettricità. Produrre idrogeno e ossigeno nello stesso dispositivo senza separare i due gas equivale a provocare un disastro.

Il materiale scelto dai ricercatori californiani per produrre il rivestimento della foglia artificiale è un film in ossido di nichel. Grazie al film in ossido di nichel si può creare un dispositivo che non esplode, che dura a lungo e che è efficiente.

L’ossido di nichel presenta diversi vantaggi rispetto ad altri materiali: è compatibile con diversi conduttori, tra cui il silicio e il tellururo di cadmio; raggiunge un livello elevato di efficienza; non si degrada facilmente.

Gli esperti si affrettano a specificare che la strada verso un dispositivo simile, da produrre su scala commerciale, è ancora lunga. Il prossimo passo sarà mettere a punto un fotocatodo più efficiente.

10 marzo 2015
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