Nuovo materiale nanoporoso permette di estrarre idrogeno dall’acqua molto più efficientemente

Carburo di silicio cubico immerso in acqua (credito: Thor Balkhed)

Un metodo per produrre energia rinnovabile è quello di estrarre l’idrogeno gassoso dall’acqua per utilizzarlo come combustibile. Un team di ricercatori dell’Università di Linköping annuncia, tramite uno studio pubblicato su ACS Nano,[2] di avere ideato un metodo per produrre questo tipo di energia tramite un nuovo materiale poroso e grazie alla luce del sole. Questo materiale, il carburo di silicio, sembra rivelarsi, infatti, secondo il comunicato apparso sul sito della stessa università svedese,[1] molto promettente in quanto riesce a catturare in maniera molto efficiente l’energia del sole affinché si possa scindere l’acqua e quindi estrarre l’idrogeno.

Quest’ultimo, come viene spiegato nello stesso comunicato,[1] è caratterizzato da una densità energetica che è tre volte quella della benzina e, grazie a particolari celle a combustibile, può essere utilizzato per alimentare praticamente qualsiasi cosa, a cominciare dalle auto e dai veicoli (diversi modelli sono già disponibili in commercio, tra l’altro).
Il problema è che quando viene prodotto o estratto l’idrogeno, si produce anidride carbonica che va ad inquinare l’atmosfera. Si calcola che, per produrre una tonnellata di idrogeno gassoso, debbano essere emesse 9-12 tonnellate di CO2 nell’atmosfera.

Proprio per questo utilizzare metodi più sostenibili per scindere l’idrogeno dall’acqua è pressoché fondamentale affinché questa tecnologia possa davvero diffondersi.
Uno dei metodi principali è proprio quello di usare l’energia solare, sotto forma di radiazione ultravioletta o di luce visibile, per dividere l’acqua in idrogeno e ossigeno, i suoi di componenti principali.

Ci vogliono però dei materiali che assorbano con la luce del Sole e consentano di dividere l’acqua nei suoi componenti principali e il materiale scoperto dal team di ricerca di Jianwu Sun, il carburo di silicio, sembra essere quello più efficiente. Dotato di pori molto piccoli, questo materiale “nanoporoso” è capace di intrappolare in maniera molto efficiente la luce ultravioletta e gran parte della luce visibile e di agevolare il trasferimento di carica per aumentare il numero di siti di reazione.

Il risultato? Una più alta efficienza di scissione dell’acqua.
“Il risultato principale che abbiamo dimostrato è che il carburo di silicio cubico nanoporoso ha una maggiore efficienza di separazione della carica, il che rende la divisione dell’acqua in idrogeno molto più efficiente rispetto a quando si utilizza il carburo di silicio planare”, spiega Jianwu Sun.[1]

Note e approfondimenti

  1. New material promising for making renewable energy from water – Linköping University (IA)
  2. Nanoporous Cubic Silicon Carbide Photoanodes for Enhanced Solar Water Splitting | ACS Nano (IA) (DOI: 10.1021/acsnano.1c00256)

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