Gli scienziati dell’EPFL hanno sviluppato un sistema innovativo per concentrare la radiazione solare e convertire l’acqua in idrogeno, ossigeno e calore.
Il nuovo reattore solare
Si tratta di un reattore solare, sperimentato dagli scienziati dell’EPFL, che sfrutta la luce concentrata del Sole per produrre idrogeno verde e ossigeno direttamente dall’acqua, e che può essere adatto per applicazioni differenti: industriali, commerciali e residenziali, oltre che per alimentare celle a combustibile a H2.
Come funziona
Ma come funziona questa tecnologia? È costituita da una parabola riflettente che concentra la luce sul reattore fotoelettrochimico integrato. Quando viene pompata acqua al suo interno, la corrente elettrica generata dai fotoelettrodi scinde le molecole di H2O in idrogeno e ossigeno.
La concentrazione luminosa, inoltra, genera anche calore, che viene fatto passare attraverso uno scambiatore per essere poi riciclato per altri usi, come il riscaldamento degli ambienti.
Il primo sistema per la produzione di idrogeno solare su scala di kilowatt
L’ossigeno è spesso percepito come un prodotto di scarto, ma non per i ricercatori dell’EPFL, che credono invece possa essere adoperato, ad esempio, per applicazioni mediche.
Questo sistema innovativo è il primo riconosciuto per la produzione di idrogeno solare su scala di kilowatt.
La ricerca: potenza record di oltre 2 kilowatt ed efficienza superiore al 20%
Per sviluppare la tecnologia è stato svolto un lavoro di ricerca dal team guidato da Sophia Haussener, responsabile del Laboratory of Renewable Energy Science and Engineering (LRESE), e che è stato di recente pubblicato sulla rivista Nature Energy.
Per lo studio è stato usato lo stesso simulatore solare ad alto flusso del LRESE del 2019, ed è stato dimostrato per la prima volta, secondo quanto spiegato da Haussener, quanto sia possibile generare idrogeno solare a livello di sistema, e non più solo come rappresentazione su scala in laboratorio.
Con il nuovo reattore si è raggiunto un livello di efficienza energetica molto alto, superiore al 20%, così come un aumento del tasso di produzione di H2.
Questi risultati dimostrano come, questa tecnologia, si stia già preparando verso una futura commercializzazione a livello industriale, con una potenza di uscita record di oltre 2 kilowatt.
I prossimi sviluppi
Quali saranno i prossimi sviluppi? La start-up dell’EPFL sta già collaborando con un impianto di produzione di metalli, con sede in Svizzera, per costruire un prototipo dimostrativo che possa utilizzare l’idrogeno prodotto per i processi di ricottura dei materiali, l’ossigeno per gli ospedali vicini e il calore per il fabbisogno di acqua calda.
Il team di Haussener, inoltre, sta già esplorando nuove strade tecnologiche e lavorando a un sistema su larga scala, alimentato a energia solare, che possa scomporre l’anidride carbonica nei suoi componenti, come il syngas o l’etilene, e catturarla a supporto della lotta al cambiamento climatico.
Ma i ricercatori dell’EPFL non sono gli unici a lavorare su sistemi come questi, che si basano su un processo di fotosintesi artificiale che potrebbe portare numerosi benefici non solo alla sostenibilità, ma anche allo sviluppo delle rinnovabili.
Anche altri esperti in tutto il mondo stanno esplorando diversi approcci per capire come sfruttare al massimo la potenza del Sole, e ottenere non solo idrogeno per applicazioni industriali, ma anche altri prodotti di valore.
