Un nuovo dispositivo cattura l’acqua dall’aria per produrre idrogeno combustibile
Nel processo di transizione dalle fonti di energia fossile a quelle rinnovabili, l’idrogeno sta guadagnando sempre più attenzione, in quanto ha un enorme potenziale come combustibile pulito, non producendo emissioni dannose. La sua produzione presenta tuttavia grandi sfide, sia al punto di vista pratico, sia per quanto riguarda i costi, in quanto la scissione dell’idrogeno dall’acqua (elettrolisi) richiede tecnologie complicate, basandosi tra l’altro su acqua dolce e pura, qualcosa che non è disponibile in più di un terzo della superficie terrestre. Gli scienziati hanno però escogitato un nuovo metodo per catturare l’acqua dall’aria, prima di scinderla in idrogeno e ossigeno, sviluppando un dispositivo in grado di funzionare in aree in cui l’umidità dell’aria è appena del 4%.
Il prototipo, descritto in articolo di ricerca pubblicato sulla rivista Nature Communications, è un prototipo di elettrolizzatore alimentato da energia solare che consente la produzione diretta di idrogeno dall’aria, ovvero permette la cattura in situ di acqua dolce dall’atmosfera e la sua elettrolisi utilizzando l’elettricità prodotta da fonti energetiche rinnovabili. In un test, il prototipo è stato fatto funzionare per 12 giorni consecutivi “con prestazioni stabili e un’efficienza intorno al 95%” come spiegato da Gang Kevin Li dell'Università di Melbourne, in Australia, e dai suoi colleghi che hanno permesso lo sviluppo del nuovo dispositivo – . Con il nostro lavoro confermiamo che l’umidità dell’aria può essere utilizzata direttamente per la produzione di idrogeno tramite elettrolisi, grazie alla sua disponibilità universale e alla sua naturale inesauribilità”.
Per il test, gli studiosi hanno collegato in parallelo cinque elettrolizzatori alimentati da un pannello solare, i cui elettrodi si trovano su entrambi i lati di un’unità di raccolta dell’acqua, catturata mediante un materiale spugnoso che assorge l’acqua dall’aria e che funge anche da serbatoio di elettroliti. Entrambi gli elettrodi sono stati isolati dall’aria, il che significa che idrogeno e ossigeno possono essere raccolti come gas puri una volta avvenuta la scissione. “Questo cosiddetto modulo di elettrolisi diretta dell’aria (DAE) può funzionare in un ambiente asciutto con un’umidità relativa del 4 percento, superando i problemi di approvvigionamento idrico e producendo idrogeno verde in modo sostenibile con un impatto minimo sull’ambiente” hanno precisato i ricercatori.
La tecnologia è ancora nelle sue fasi iniziali ma, secondo gli sviluppatori, potrà essere facilmente ampliata. In particolare, attraverso “un ulteriore miglioramento del rapporto superficie-volume mediante l’ingegneria dei canali o l’aumento delle proporzioni del materiale spugnoso” si potrà garantire un tasso di assorbimento dell’acqua “tale da permettere l’up-scaling delle unità DAE”.
