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Un team della University of Sydney dimostra che è possibile produrre idrogeno direttamente da acqua dolce o marina usando luce e gallio liquido, senza elettrolisi e senza consumare il metallo. In laboratorio l'efficienza raggiunge il 12,9%.
La produzione di idrogeno verde passa quasi sempre dall'elettrolisi: corrente elettrica, impianti complessi, acqua purificata e costi elevati.
Ora una ricerca pubblicata su «Nature Communications» propone un'alternativa radicale: usare la luce e un metallo liquido per generare idrogeno direttamente dall'acqua di mare.
Il protagonista è il gallio, un metallo particolare che fonde a circa 29 °C e diventa liquido poco sopra la temperatura ambiente. In forma liquida crea minuscole gocce dalla superficie altamente reattiva.
Disperse in acqua e colpite dalla luce – solare o artificiale – queste particelle si riscaldano e la loro sottile pellicola di ossido si rompe. Il metallo entra così in contatto diretto con l'acqua, formando gallio-ossidrossido e liberando idrogeno.
«Abbiamo trovato un modo per produrre idrogeno sostenibile utilizzando acqua di mare facilmente disponibile e sfruttando esclusivamente la luce», spiega Luis Campos, autore dello studio.
La luce non agisce solo come fonte di calore: altera anche la superficie del metallo, impedendo che si «passivi» e bloccando la reazione. È questo effetto combinato a rendere il processo continuo.
Dopo la reazione rimane gallio-ossidrossido. Ma non si tratta di uno scarto definitivo: può essere ridotto nuovamente a gallio metallico e riutilizzato. «Lo definiamo un processo circolare», sottolinea Kourosh Kalantar-Zadeh, coordinatore del progetto. Il metallo quindi non viene consumato, ma rigenerato.
In laboratorio il sistema ha raggiunto un'efficienza massima del 12,9%, cioè quasi il 13% dell'energia luminosa viene convertita in energia chimica dell'idrogeno. Per un primo test di fattibilità, spiegano i ricercatori, il valore è competitivo. Per confronto, le prime celle solari al silicio negli anni '50 si fermavano intorno al 6%.
Molti metodi di produzione dell'idrogeno richiedono acqua purificata. Qui, invece, si utilizza direttamente acqua marina, evitando processi di desalinizzazione e infrastrutture aggiuntive. Per Paesi costieri, questo potrebbe rappresentare un vantaggio strategico.
Il passo successivo sarà testare un reattore di scala intermedia per verificare stabilità, costi e resa nel tempo. La sfida ora è industriale: dimostrare che il sistema può competere con l'elettrolisi tradizionale in termini di affidabilità ed economia.
Se riuscirà a scalare, la combinazione di luce, metallo liquido e acqua di mare potrebbe aprire una nuova strada per l'idrogeno verde, trasformando una risorsa abbondante in energia pulita senza corrente elettrica dedicata.