Versati un bicchiere d'acqua e dai un'occhiata. Quest'acqua contiene un'abbondante fonte di carburante, l'idrogeno. L'idrogeno brucia pulito a differenza dei prodotti energetici a base di benzina. Sembra troppo bello per essere vero? Gli scienziati in Giappone hanno diviso con successo l'acqua in idrogeno e ossigeno usando catalizzatori leggeri e meticolosamente progettati, e lo hanno fatto alla massima efficienza, il che significa che non c'era quasi nessuna perdita e reazioni collaterali indesiderate. Quest'ultima svolta nella produzione di idrogeno solare rende più che probabile la probabilità di una produzione di idrogeno scalabile ed economicamente sostenibile, aprendo la strada all'umanità per passare all'energia pulita.
La scissione dell'acqua utilizzando catalizzatori e luce solare, chiamata fotocatalisi, è stata un metodo promettente per ottenere la produzione di idrogeno solare per decenni. Tuttavia, la maggior parte dei tentativi precedenti ha prodotto solo un'efficienza quantistica esterna inferiore a circa il 50%, che rappresenta la difficoltà nella progettazione efficiente del catalizzatore per l'uso nel mondo reale. Il catalizzatore doveva essere progettato meglio in modo che ogni fotone assorbito dalla sorgente luminosa venga utilizzato per produrre idrogeno. La chiave per migliorare l'efficienza era il posizionamento strategico dei co-catalizzatori e la prevenzione dei difetti nel semiconduttore.
Pubblicato nel numero del 27 maggio di Nature, Tsuyoshi Takata della Shinshu University et al. ha sfondato nuove frontiere nella produzione di energia utilizzando il titanato di stronzio drogato di alluminio come fotocatalizzatore, le cui proprietà sono state ampiamente studiate e quindi le meglio comprese. Scelgono i co-catalizzatori rodio per l'idrogeno con ossido di cromo e l'ossido di cobalto per l'ossigeno, mettendoli a punto per impegnarsi solo nelle reazioni desiderate. Questo metodo ha permesso alla reazione di non avere perdite di ricombinazione.
Queste nuove scoperte aprono le porte per ottenere una produzione di idrogeno solare scalabile ed economicamente sostenibile. Le loro strategie di progettazione sono riuscite a ridurre i difetti che portano a un'efficienza quasi perfetta e le conoscenze ottenute saranno applicate ad altri materiali con intenso assorbimento della luce visibile. È ancora necessario più lavoro prima di poter far funzionare le nostre auto a idrogeno, perché questo studio si è concentrato sull'uso della luce ultravioletta e dell'abbondante luce visibile del sole rimasta inutilizzata. Tuttavia, questa grande svolta ha reso questa possibilità non più troppo bella per essere vera, ma in teoria, solo una questione di tempo. Speriamo che incoraggerà scienziati, ricercatori e ingegneri a impegnarsi in questo campo, portando l'uso dell'energia solare a idrogeno molto più vicino.
