Oristano 11 novembre 2022
Cari amici,
Il mondo moderno ha una crescente "fame di energia". Ebbene, per poter mandare
definitivamente in soffitta l’energia prodotta con i combustibili fossili, appare assolutamente necessario utilizzare, in modo preminente, l’energia prodotta da "fonti rinnovabili", come il sole e gli altri vari sistemi, come acqua, vento etc.. Indubbiamente
vi è un'estrema necessità di arrivare ad un massiccio utilizzo di fonti
rinnovabili, e l'utilizzo del sole, appare il più adeguato. Anche se questa energia
non risulta costante nel tempo, essendo prodotta solo nelle ore d’insolazione, esistono vari sistemi per immagazzinare l’energia
che non viene utilizzata durante il giorno e poterla così avere a disposizione
quando il sole non splende. Gli studi sul "come" certo non mancano!
Il primo dubbio che ne discende
è “come si può usare un processo chimico come metodo di stoccaggio dell’energia”?
Un recente lavoro di ricerca, pubblicato su Nature Catalysis, svolto da
ricercatori dell’Istituto officina dei materiali del Consiglio nazionale delle
ricerche di Trieste (Cnr-Iom) in collaborazione con i ricercatori del Fritz
Haber Insitute della Max Planck Society di Berlino, sta sperimentando una
innovativa tecnologia per immagazzinare in combustibili l’energia ricavata da
fonti rinnovabili, permettendone così lo stoccaggio e il successivo utilizzo. Una
delle prime applicazioni riguarda l'uso dell’energia solare per produrre
idrogeno dall'acqua.
La ricerca in parola è
ancorata ad un sistema particolare, che in dettaglio opera in alcune fasi del processo di elettrolisi
fotocatalitica: un processo elettrochimico nel quale si usa la luce del sole
per scindere l’acqua nei suoi costituenti: ossigeno e idrogeno. L’energia della
radiazione solare viene usata per promuovere la reazione chimica di
elettrolisi; una volta compiuta la reazione quell’energia è immagazzinata nei
nuovi legami chimici che si sono creati. Quando, in un secondo momento si
voglia estrarre energia, basta svolgere la reazione chimica al contrario: i
legami vengono spezzati e rilasciano l’energia che torna a essere libera e
utilizzabile, per esempio in una cella a combustibile, dove reagiscono idrogeno
e ossigeno, riformando acqua e producendo una corrente elettrica.
“Il processo è simile a
quello della fotosintesi nelle piante – spiega Simone Piccinin, ricercatore del
Cnr-Iom che ha co-firmato lo studio – Le piante prendono dall’ambiente CO2 e
acqua, e usano la luce del sole per produrre sostanze organiche, immagazzinando
energia sotto forma di legami chimici presenti nei carboidrati che
costituiscono la pianta. Se noi poi la bruciamo, quello che viene liberato da
questo processo è esattamente CO2 e acqua, i reagenti iniziali, e calore”.
Lo studio ha riguardato,
in particolare, un materiale molto promettente per l’impiego in questo tipo di
processi, l’ematite, un ossido di ferro economico e stabile e quindi
potenzialmente utilizzabile nei dispositivi di assorbimento e stoccaggio della
radiazione solare. “Si tratta di un materiale foto-catalizzatore, cioè capace
di assorbire la luce e di promuovere e accelerare l’ossidazione dell’acqua.
Quando la luce colpisce questo materiale, in superficie si accumula della
carica elettrica, la cui quantità è in relazione cubica con la velocità con cui
si verifica la reazione di ossidazione dell’acqua: raddoppiando, cioè, la
concentrazione della carica, la velocità con cui avviene la reazione si
moltiplica per otto”, aggiunge il ricercatore.
“La pubblicazione è il
risultato di un programma di ricerca pluriennale nel campo della conversione
dell’energia solare e nella produzione di idrogeno. Le riconosciute competenze
dell’Istituto su questo tema saranno al centro della partecipazione ai nuovi
progetti finanziati dal PNRR, con particolare riferimento al partenariato
esteso sugli scenari energetici del futuro e alle applicazioni del super calcolo
del centro nazionale in High Performance Computing, Big Data e Quantum
Computing”, conclude Stefano Fabris, direttore del Cnr-Iom attivo in questa
ricerca.
Cari amici, il futuro,
anche quello a medio termine, vedrà di certo la fine dell’impiego dei combustibili
fossili, vera fonte di inquinamento del pianeta, e sarà solo ed esclusivamente
l’energia solare a dare al mondo l’energia di cui necessita. La speranza è che tutto
il mondo collabori ad evitare di continuare ad inquinare ancora il pianeta, per consentire un
futuro davvero vivibile alle nuove generazioni.
A domani.
Mario
Nessun commento:
Posta un commento