La “foglia artificiale” si evolve: ora estrae energia dall’acqua sporca e si autoripara

Il costo della nuova tecnologia diminuisce. I ricercatori del Mit e di Harvard: «Questa è l’energia personalizzata».Con solo un litro di acqua riesce a produrre 100 watt di elettricità 24 ore al giorno

La cosiddetta “foglia artificiale”, una cella solare sviluppato dal Massachusetts institute of technology  e dall’università di Harvard per la produrre elettricità, sarebbe ora in grado di “auto-ripararsi” dai danni che si verificano durante la produzione di energia, eliminando così uno dei problemi che non consentivano di distribuire il  dispositivo nei Paesi in via di sviluppo.

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La “artificial leaf”, in realtà è un wafer di silicio delle dimensioni di una carta da gioco che  quando viene immerso nell’acqua diventa un catalizzatore in grado di scindere l’idrogeno e l’ossigeno, che così possono essere raccolti ed utilizzati per alimentare una cella a combustibile. Però le versioni fino ad ora prodotte avevano un bel problema: funzionavano solo in acqua pura perché i batteri presenti nell’acqua non depurata formavano un biofilm sulla superficie della foglia artificiale, impedendone il funzionamento.

Ma Daniel G. Nocera, intervenendo alla “Kavli Foundation Innovations in Chemistry Lecture” del 245esimo National meeting & exposition dell’American chemical society in corso a New Orleans,  ha annunciato che «Sorprendentemente, alcuni dei catalizzatori che abbiamo sviluppato per utilizzarli nel  dispositivo foglia artificiale effettivamente guariscono  se stessi». Nocera, è il  leader del team di ricerca “artificial leaf” Mit-Harvard ed ha spiegato che «Mentre le versioni precedenti del dispositivo richiedevano acqua pura, le proprietà di autoriparazione  consentono agli utenti di far operare la foglia utilizzando acqua  impura, contaminata da batteri. Abbiamo trovato un modo per modificare le condizioni in modo che parte del catalizzatore si sbricioli, negando ai batteri la superficie liscia necessaria per formare un biofilm. Allora il catalizzatore può guarire e recuperare». Secondo i ricercatori, ora la foglia artificiale  è in grado di produrre con solo un litro di acqua 100 watt di elettricità 24 ore al giorno.

Nocera ha spiegato al meeting di New Orleans che «La “foglia” imita la capacità delle foglie vere per la produrre  energia dalla luce solare e dall’acqua. Il dispositivo, tuttavia, è in realtà un wafer catalizzatore rivestito di semplice di silicio, piuttosto che una riproduzione complicata del meccanismo della fotosintesi nelle foglie vere (…) “Si tratta di una sorta di “catalizzatore vivente”. Si tratta di un’innovazione importante che facilita una delle preoccupazioni iniziali circa l’utilizzo della foglia nei Paesi in via di sviluppo e in altre aree remote».

Nocera, che è Patterson Rockwood Professor of Energy all’Harvard University, ha sottolineato che «La foglia artificiale probabilmente troverà i suoi primi impieghi nella fornitura di energia elettrica “personalizzata” per singole abitazioni in aree prive di energia elettrica tradizionale, prodotta da impianti e dalle  linee di trasmissione elettrica».  Infatti, «L’auto-riparazione consente alla foglia artificiale di funzionare nell’acqua impura, acqua contaminata da batteri presenti in natura. Circa 3 miliardi di persone oggi vivono in aree che non hanno accesso alla produzione elettrica e a  sistemi di distribuzione tradizionali. Dato che la popolazione crescerà di miliardi nei prossimi decenni e che circa un miliardo di persone nel mondo in via di sviluppo ha già un accesso affidabile all’acqua pulita, esiste quindi la chiara necessità di un dispositivo semplice come la foglia artificiale che sia compatibile con le condizioni locali. E’ un po’ come fornire energia “fast-food”. Siamo interessati a fare moltissime unità a basso costo che potranno essere anche non molto efficienti, ma che svolgeranno il loro lavoro. È un po’ come passare dagli enormi computer ad un computer portatile personale. Questa è l’energia personalizzata».

I dispositivi precedenti  utilizzavano metalli rari ed altri materiali costosi, avevano un cablaggio complicato ed erano costosi da produrre, ma la foglia artificiale Mit/Harvard utilizza materiali meno costosi e comprende un design, la cosiddetta “buried junction” che è semplice e  poco costoso da produrre industrialmente. La “artificial leaf” ha anche dei vantaggi rispetto ai pannelli solari, che sono più costosi  e producono energia solo durante le ore diurne: l’idrogeno e l’ossigeno prodotti dalla foglia artificiale possono essere stoccati e utilizzati di notte.

Nocera evidenzia che «Un sacco di persone stanno progettando complicati, costosi dispositivi che producono energia, e sarà difficile vederli adottare su larga scala. La nostra è semplice, meno costosa e funziona. E con questo, penso che abbiamo cambiato la discussione sul campo».

Tra le priorità del team che sta sviluppando la foglia artificiale c’è l’integrazione con la tecnologia per convertire l’idrogeno in un combustibile liquido che possa far funzionare generatori elettrici portatili tradizionali o anche auto. Non a caso il lavoro sulle foglie artificiali del team di Nocera è finanziato dalla National Science Foundation, dal dipartimento dell’energia Usa e dall’Air Force office of scientific research

Fonte:http://www.greenreport.it/_new/index.php?page=default&id=21391

 

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