Roberta De Carolis Nel campus dell’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL, Svizzera), c’è una strumentazione che somiglia ad un impianto di telecomunicazioni ma che in realtà è una sorta di “albero artificiale”, in grado di produrre idrogeno, ossigeno e calore dall’energia solare. E funziona
©EPFL
Grande rivoluzione in Svizzera: nel campus dell’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) è stato installato un “albero artificiale” in grado di produrre idrogeno, ossigeno e calore dall’energia solare. E funziona.
Sembra un’antenna parabolica per le telecomunicazioni ma in realtà è un potentissimo strumento in grado di concentrare l’energia solare quasi 1.000 volte e di convertire l’acqua in idrogeno, ossigeno e calore riutilizzabili.
Questo è il primo dimostrativo di produzione di idrogeno solare su scala reale – spiega Sophia Haussener, che ha guidato il lavoro – A differenza delle tipiche dimostrazioni su scala di laboratorio, include tutti i dispositivi e i componenti ausiliari, quindi ci dà un’idea migliore dell’efficienza energetica che ci si può aspettare una volta considerato il sistema completo, e non solo il dispositivo stesso
Come spiegano gli scienziati, il dispositivo ha una potenza di uscita di oltre 2 kilowatt, che supera il tetto di 1 kilowatt del precedente reattore pilota, mantenendo un’efficienza record per questa grande scala.
Il lavoro si basa su una ricerca precedente, pubblicata su Nature nel 2019, che dimostra il concetto su scala di laboratorio e che aveva utilizzato il simulatore solare ad alto flusso. Ora, il team ha ottenuto promettenti risultati su un’apparecchiatura potenziata, efficiente e multi- processo.
Il tasso di produzione di idrogeno raggiunto in questo lavoro rappresenta un passo davvero incoraggiante verso la realizzazione commerciale di questa tecnologia
Quello che avviene in realtà è una sorta di fotosintesi artificiale, infatti, dopo che la parabola ha concentrato i raggi del sole, viene pompata acqua nel suo punto focale, dove è alloggiato un reattore fotoelettrochimico integrato in grado di scindere le molecole d’acqua in idrogeno e ossigeno (una reazione chiamata fotoelettrolisi).
In questo processo viene generato anche calore, il quale però, invece di essere una dispersione, viene fatto passare attraverso uno scambiatore di calore in modo che possa essere sfruttato, ad esempio per il riscaldamento dell’ambiente.
E non solo, perché, oltre all’idrogeno e al calore del sistema, vengono recuperate e utilizzate anche le molecole di ossigeno rilasciate
L’ossigeno è spesso percepito come un prodotto di scarto, ma in questo caso può anche essere sfruttato, ad esempio per applicazioni mediche
spiega su questo Haussener
©Nature
Il sistema è adatto per applicazioni industriali, commerciali e residenziali; infatti, lo spin-off di dell’Università SoHHytec SA lo sta già implementando e commercializzando e sta lavorando con un impianto di produzione di metalli con sede in Svizzera per costruire un impianto dimostrativo su scala multi-100 kilowatt in grado di produrre idrogeno per processi di metallurgia, ossigeno per gli ospedali vicini e calore per l’acqua calda per le esigenze della fabbrica stessa.
Con la dimostrazione pilota all’EPFL, abbiamo raggiunto un traguardo importante dimostrando un’efficienza senza precedenti a densità di potenza di uscita elevate – afferma con sicurezza Saurabh Tembhurne, co-fondatore e CEO di SoHHytec – Ora stiamo ampliando un sistema in una configurazione simile a un giardino artificiale, in cui ciascuno di questi “alberi artificiali” è distribuito in modo modulare
Il sistema potrebbe essere utilizzato per fornire riscaldamento centralizzato residenziale e commerciale e acqua calda e per alimentare celle a combustibile a idrogeno. A un livello di produzione di circa mezzo chilogrammo di idrogeno solare al giorno, il sistema del campus EPFL potrebbe alimentare circa 1,5 veicoli a celle a combustibile a idrogeno percorrendo una distanza media annua, o anche soddisfare fino alla metà del fabbisogno di elettricità e più della metà del fabbisogno annuo di calore di una tipica famiglia svizzera di quattro persone.
E le prospettive si allargano: con il loro sistema di fotosintesi artificiale sulla buona strada per espandersi, infatti, il team sta già lavorando a un sistema a energia solare su larga scala in grado di scindere l’anidride carbonica invece dell’acqua, producendo materiali utili come il syngas per il combustibile liquido o l’etilene, precursore della plastica verde.
Il lavoro è stato pubblicato su Nature.
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Fonti: EPFL / EPFL/Youtube / Nature
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