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Foglia artificiale : energia fotovoltaica

Foglia artificiale

Il Massachusetts Institute of Tchnology ci stava lavorando da tempo, ed oggi il professor Daniel Nocera afferma ufficialmente di aver messo a punto la prima foglia artificiale. L’ annuncio della creazione di una foglia artificiale che mimasse il principio di fotosintesi è arrivato nell’ ambito del 241° National Meeting della American Chemical Society. In grado di funzionare in maniera ininterrotta fintanto che c’è acqua, composta da materiali comuni e dotata di una maggiore efficienza delle foglie naturali, la foglia artificiale si propone di fornire una tecnologia di alimentazione elettrica in grado di garantire l’ autosufficienza energetica delle abitazioni. Il professor Daniel Nocera dichiara che basta esporla alla luce ed essa genererà da un lato ossigeno e dall’ altro idrogeno, permettendo il realizzarsi del principio della cella a combustibile che produrrà, così, energia elettrica…

 


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Foglia artificiale : la storia

Il progetto della foglia artificiale risale ad un’ idea di dieci anni fa, ma è andato incontro a numerose difficoltà di natura pratica e soprattutto economica. Creare un dispositivo in grado di riprodurre la fotosintesi, infatti richiedeva l’ utilizzo di metalli tanto rari quanto proibitivi dal punto di vista dei  costi, oltre che di materiali dal prezzo troppo elevato per poter pensare di espandere il prototipo su larga scala.

Ultimo tentativo, in ordine di tempo, di mimare un processo complesso e fondamentale come la fotosintesi, è il sistema del MIT, che può vantare una maggiore semplicità realizzativa, la capacità di lavorare in maniera continua alla luce del sole, e un’ efficienza nella produzione energetica persino superiore a quella delle foglie naturali.


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Foglia artificiale : specifiche tecniche

Ingredienti principali per il funzionamento: il sole e l’ acqua. La foglia artificiale, che ha le dimensioni di una carta da gioco, piuttosto che produrre energia direttamente come una cella fotovoltaica, divide gli atomi di idrogeno e ossigeno, che poi producono energia elettrica per uso personale e domestico.

Il ricercatore ha già delineato nello studio, pubblicato sul giornale Science, i materiali impiegati nella costruzione della foglia artificiale, e sono tutti abbondantemente disponibili e poco costosi. Principalmente occorrono silicio, cobalto e nickel. La foglia artificiale derivante può tra l’ altro lavorare in acqua senza ossidarsi, a differenza di altri tentativi fatti in passato.

Più specificamente, si tratta di un sottile foglio di silicio semiconduttore. Su di esso vi è, da un lato, un rivestimento di un catalizzatore al cobalto,capace di generare ossigeno dall’ acqua e il cui principio è stato scoperto dallo stesso Nocera nel 2008. Sul lato opposto vi è un rivestimento di una lega di nickel, molibdeno e zinco, capace di estrarre idrogeno dall’ acqua.

Gli studiosi stimano che oggi con meno di 4 litri d’ acqua la foglia artificiale riesca a produrre l’ elettricità necessaria per riscaldare una casa in un paese in via di sviluppo. Nei test portati avanti dagli scienziati del MIT la foglia artificiale ha dimostrato di poter funzionare continuamente per almeno 45 ore senza alcun calo di attività.


 

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Foglia artificiale : commercializzazione

Il team sta adesso lavorando proprio sulle possibili tecniche per la raccolta dei due gas, oltre a ipotizzare diverse forme e dimensioni della foglia artificiale. L’ invenzione, dunque, non è ancora commerciabile, ma manca poco. L’ altra grande sfida per la commercializzazione è quella dell’ efficienza: al momento, la foglia artificiale riesce a convertire il 2,5% dell’ energia solare in gas. Una versione ancor più sperimentale ha raggiunto un’ efficienza del 4,7%. Può sembrare poco, ma occorre ricordare che le celle solari commerciali hanno efficienze di poco maggiori del 10%, dunque il sistema ora in corso di perfezionamento non è affatto lontano dalla meta.

Su questa pista il gigante automobilistico Tata ha già sottoscritto un accordo con i ricercatori del MIT per costruire nei prossimi 18 mesi una piccola centrale elettrica, grande quanto una cella frigorifera.

 

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