Record idrogeno green grazie al solare a concentrazione

I ricercatori dell’EPFL hanno creato un dispositivo intelligente in grado di produrre grandi quantità di idrogeno pulito. Installato un impianto pilota nel campus dell’EPFL.

Produrre idrogeno pulito in grandi qualtità è possibile. Ce lo dicono i ricercatori dell’EPFL che hanno realizzato un dispositivo che, grazie a un sistema solare a concentrazione, necessita di una minor quantità dei rari e costosi materiali che servono per produrre idrogeno, ma mantiene comunque un’elevata efficienza da solare a combustibile.

L’idrogeno svolgerà un ruolo fondamentale per ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili. Può essere prodotto in modo sostenibile utilizzando l’energia solare per dividere le molecole d’acqua. L’energia pulita che ne risulta può essere immagazzinata, utilizzata per alimentare le automobili o convertita in elettricità.
 

Ma come sappiamo la sfida odierna è rendere affidabile su larga scala e a costi accessibili la produzione efficiente di questa energia pulita che richiede materiali rari e costosi – sia per le celle solari che per il catalizzatore – per raccogliere l’energia e poi convertirla.

Il sistema sviluppato dagli scienziati del Laboratorio di scienze e ingegneria delle energie rinnovabili dell’EPFL (LRESE) prevede di concentrare l’irradiazione solare per produrre una maggiore quantità di idrogeno su una data area ad un costo inferiore. In particolare hanno sviluppato un generatore foto-elettrochimico che, se usato in combinazione con un sistema solare a concentrazione, può trasformare l’energia solare in idrogeno con un tasso di conversione del 17% e una densità di potenza e di corrente senza precedenti. Inoltre, si tratta di una tecnologia dalle prestazioni stabili.

“Nel nostro dispositivo, un sottile strato d’acqua scorre su una cella solare per raffreddarla. La temperatura del sistema rimane relativamente bassa, consentendo alla cella solare di fornire prestazioni migliori”, dice Saurabh Tembhurne, coautore dello studio. “Allo stesso tempo, il calore estratto dall’acqua viene trasferito ai catalizzatori, migliorando così la reazione chimica e aumentando il tasso di produzione di idrogeno”, aggiunge Fredy Nandjou, un ricercatore del LRESE. La produzione di idrogeno viene quindi ottimizzata in ogni fase del processo di conversione.

I risultati delle dimostrazioni in laboratorio erano così promettenti che il dispositivo è stato aggiornato e viene ora testato all’aperto, nel campus dell’EPFL di Losanna. Il team di ricerca ha installato uno specchio parabolico del diametro di 7 metri che concentra l’irradiazione solare di un fattore 1.000 e aziona il dispositivo. I primi test sono in corso. 

Stazioni di idrogeno

Gli scienziati stimano che il loro sistema può funzionare per oltre 30.000 ore – o quasi quattro anni – senza alcuna sostituzione di parti, e fino a 20 anni se alcune parti vengono sostituite ogni quattro anni. Il loro concentratore solare gira e segue il sole attraverso il cielo per massimizzare il proprio rendimento. Spiega Sophia Haussener, responsabile del LRESE e responsabile del progetto: “Con il tempo soleggiato, il nostro sistema può generare fino a 1 chilogrammo di idrogeno al giorno, ovvero abbastanza carburante per un’auto alimentata a idrogeno per percorrere dai 100 ai 150 chilometri”.

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