Solar Energy Storage: H2, acqua e ruggine

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Christophe
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Solar Energy Storage: H2, acqua e ruggine




da Christophe » 16/10/13, 22:13

Per info ...

Il team di ricerca di Kevin Sivula dell'Istituto Federale Svizzero di Tecnologia di Losanna (EPFL) ha sviluppato, alla fine di 2012, una tecnica per produrre idrogeno da energia solare, acqua e ruggine. Durante l'estate di 2013, il team di ricerca di Michael Grätzel, direttore del Laboratory of Photonics and Interfaces dell'EPFL, in collaborazione con un team di ricercatori di Technion (Israel Institute of Technology), ha caratterizzato con successo il Ottime nanostrutture di ossido di ferro che consentono la produzione efficiente di idrogeno secondo il protocollo immaginato da Kevin Sivula e dal suo team. Queste due scoperte combinate potrebbero diventare una soluzione, sia economica che ecologica, per lo stoccaggio di energie rinnovabili. Infatti, con lo sviluppo delle energie rinnovabili, diventa necessario trovare strumenti per immagazzinare energia e renderla disponibile su richiesta.

L'idea di trasformare l'energia solare in idrogeno non è nuova: i ricercatori ci lavorano da più di 40 anni e l'EPFL è stata coinvolta in questa voce negli anni '90 con il lavoro di Michael Grätzel, che ha inoltre ricevuto il Marcel Benoist Prize 2013 per tutta la sua carriera. Quest'ultimo, in collaborazione con un collega dell'Università di Ginevra, ha inventato una cella solare, nota come "cella fotoelettrochimica" (PEC), in grado di produrre idrogeno direttamente dall'acqua. Teoricamente, il modello della cella PEC è molto interessante. Lo hanno sfruttato anche i ricercatori americani che hanno raggiunto una resa notevole del 12,6%. Tuttavia, l'utilizzo di questa tecnologia è limitato dal suo costo: 10 cm2 di superficie costano circa 10.000 dollari per la produzione (ovvero circa 7 euro).

Il team di Kevin Sivula si è quindi concentrato sullo sviluppo di tecnologie economicamente valide utilizzando solo materiali e tecniche a basso costo. Il dispositivo proposto, ancora sperimentale, è stato pubblicato su Nature Photonics. Produce idrogeno dall'energia solare, acqua e ossidi di ferro, vale a dire. ruggine, applicata su elettrodi. Il materiale più costoso è una lastra di vetro. Questa tecnica, sebbene promettente, tuttavia ha avuto un basso rendimento, tra 1,4 e 3,6%, a seconda del prototipo testato. Inoltre, utilizzando le tecniche di microscopia elettronica a trasmissione (TEM), i ricercatori in Svizzera e Israele hanno cercato di caratterizzare accuratamente il flusso di elettroni attraverso le nanostrutture formate dalle particelle di ossidi di ferro quando sono applicati sugli elettrodi. Confrontando alcuni di questi elettrodi, il cui metodo di produzione è ora padroneggiato, gli scienziati sono riusciti a determinare una struttura ottimale. Questo lavoro è stato pubblicato sulla rivista Nature Materials.

I sistemi attuali, accoppiando una cella fotovoltaica convenzionale a un elettrolizzatore, producono idrogeno ad un prezzo di costo al massimo di 15 euro / kg. Grazie alla loro scoperta, i ricercatori dell'EPFL sperano di proporre una soluzione per un prezzo di costo pari a 5 euro / kg. Attualmente stanno lavorando allo sviluppo di un processo industriale per la fabbricazione su larga scala di elettrodi.


Fonte: bulletins-electroniques.com/news/74128.htm
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