Un percorso promettente per la produzione di idrogeno verde attraverso la scissione dell’acqua si sta aprendo grazie a un nuovo processo di celle solari che utilizza materiale ossidico di perovskite di Sn(II), rappresentando un passo avanti nelle tecnologie energetiche sostenibili. Gli esperti in chimica nanoscopica stanno facendo progressi significativi verso una produzione sostenibile ed efficiente di idrogeno dall’acqua sfruttando l’energia solare.
Un recente studio collaborativo internazionale, che ha coinvolto ricercatori dell’Australia del Sud, degli Stati Uniti e della Germania, ha individuato un nuovo processo di celle solari che potrebbe giocare un ruolo fondamentale nelle future tecnologie per la scissione dell’acqua fotocatalitica, un passaggio cruciale nella produzione di idrogeno verde. L’università di Flinders ha messo in luce una nuova classe di materiale solare ossidico di perovskite di Sn(II) a nucleo e guscio cineticamente stabile, che, combinato con un catalizzatore sviluppato dai ricercatori statunitensi sotto la guida del professor Paul Maggard, si presenta come un promettente catalizzatore per la reazione di evoluzione dell’ossigeno, fondamentale per la generazione di energia all’idrogeno priva di inquinamento.
I risultati di questo studio, pubblicati sulla rivista peer-reviewed Journal of Physical Chemistry C, aprono nuove prospettive per l’avanzamento delle tecnologie di idrogeno verde senza carbonio. L’approccio si basa su fonti di energia non emettitrici di gas serra e mira a offrire un’elettrolisi ad alte prestazioni ed economica per un futuro energetico sostenibile.
Il professor Gunther Andersson, autore principale dello studio presso l’Istituto di Nanoscienze e Tecnologie di Flinders, sottolinea che questo ultimo studio rappresenta un passo importante nell’avanzare nella comprensione di come i composti di stagno possano essere stabilizzati ed essere efficaci nell’acqua. Il professor Paul Maggard, del Dipartimento di Chimica e Biochimica dell’Università di Baylor, aggiunge che il materiale segnalato indica una nuova strategia chimica per assorbire l’ampia gamma di energia solare e utilizzarla per guidare reazioni di produzione di carburante sulle sue superfici.
I composti di stagno e ossigeno sono già impiegati in diverse applicazioni, tra cui catalisi, imaging diagnostico e farmaci terapeutici. Tuttavia, i composti di Sn(II) sono reattivi con l’acqua e il dioxigeno, il che può limitarne le applicazioni tecnologiche. La ricerca fotovoltaica solare a livello mondiale si sta concentrando sullo sviluppo di sistemi di generazione di perovskite ad alte prestazioni ed economici come alternativa ai pannelli in silicio esistenti e ad altri tipi di pannelli.
L’idrogeno a basse emissioni può essere prodotto dall’acqua attraverso l’elettrolisi o attraverso la scissione termochimica dell’acqua, processi che possono essere alimentati da energia solare concentrata o dal calore residuo dei reattori nucleari. L’idrogeno può essere prodotto da diverse risorse, ma l’impatto ambientale e l’efficienza energetica dipendono dal metodo di produzione.
I processi alimentati dal sole utilizzano la luce come agente per la produzione di idrogeno e rappresentano una potenziale alternativa per generare idrogeno su scala industriale. Il nuovo studio si basa su lavori precedenti guidati dal professor Paul Maggard, attualmente presso il Dipartimento di Chimica e Biochimica dell’Università di Baylor in Texas, e precedentemente presso la North Carolina State University.
Il recente articolo nel Journal of Physical Chemistry C della American Chemical Society (ACS) ha visto il contributo di esperti dell’Università di Flinders e dell’Università di Adelaide, tra cui il coautore professore di Chimica Greg Metha, coinvolto anche nell’esplorare l’attività fotocatalitica di cluster metallici su superfici ossidiche nelle tecnologie dei reattori, e dell’Università di Münster in Germania.
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