L'acqua di mare: una nuova risorsa per la produzione di energia

Una delle principali università giapponesi ha sviluppato una nuova ed efficiente tecnologia che consente di ottenere perossido di idrogeno adatto all'uso nelle celle a combustibile.

La nuova tecnologia, sviluppata da ricercatori giapponesi, è il primo metodo che sfrutta l'accelerazione di una reazione chimica esponendo il catalizzatore alla luce solare, ottenendo la massima efficienza e la possibilità di utilizzare il perossido di idrogeno risultante nelle celle a combustibile.

Il progetto di ricerca è stato guidato da Shunichi Fukuzumi e gli scienziati hanno pubblicato i risultati delle loro ricerche su una popolare rivista scientifica.

Le celle a combustibile attualmente funzionano principalmente con idrogeno gassoso, ma l'opzione proposta dal team di Fukuzumi presenta diversi vantaggi, in particolare il fatto che il perossido di idrogeno è più facile da immagazzinare ad alta densità. Le tecnologie odierne consentono di immagazzinare l'idrogeno gassoso ad alta pressione o a basse temperature, e in questo caso il perossido di idrogeno è più sicuro, sia durante lo stoccaggio che durante il trasporto. L'unico problema era che gli scienziati non riuscivano a trovare metodi fotocatalitici efficaci per produrre perossido di idrogeno liquido: esistevano tecnologie che non utilizzavano la radiazione solare, ma i costi energetici le rendevano poco pratiche.

Ma il team di Fukuzumi ha creato un'altra cella con un catalizzatore: una sorta di batteria solare che produce perossido di idrogeno. Quando la luce solare viene concentrata sul fotocatalizzatore, si innesca una reazione chimica accelerata: l'acqua di mare si ossida e i livelli di ossigeno si riducono, con conseguente formazione di perossido di idrogeno.

Il team di ricerca di Fukuzumi ha spiegato che la concentrazione di perossido di idrogeno nell'acqua di mare dopo aver esposto il fotocatalizzatore alla luce solare per 24 ore era di circa 48 millimoli, un ordine di grandezza superiore a quanto riportato in precedenza (in acqua pura, il livello di perossido di idrogeno era di circa 2 millimoli).

Gli scienziati sono rimasti incuriositi da questa significativa lacuna nei numeri e hanno scoperto che il problema risiedeva nel cloro caricato negativamente presente nell'acqua di mare, che è responsabile dell'aumento della velocità di reazione e contribuisce all'aumento del livello di perossido di idrogeno nell'acqua.

Secondo i ricercatori, la nuova tecnologia per convertire l'energia solare in elettricità ha un'efficienza di circa lo 0,3%, l'efficienza del metodo fotocatalitico (che sfrutta l'accelerazione di una reazione chimica) per produrre perossido di idrogeno è dello 0,55% e l'efficienza della cella a combustibile è del 50%.

Naturalmente, l'efficienza complessiva della nuova tecnologia di produzione di energia è piuttosto elevata, ma i pannelli solari convenzionali si sono dimostrati oggi più efficienti. Il professor Shunichi Fukuzumi e i suoi colleghi sono fiduciosi che l'efficienza del nuovo metodo possa essere migliorata utilizzando materiali migliorati per la cella fotoelettrochimica, e gli esperti intendono anche trovare modi per ridurre i costi di produzione dell'energia.

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