Perché questo dispositivo solare potrebbe essere lo strumento per l'energia rinnovabile più promettente mai realizzato

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L'inquinamento da carbonio continua ad accumularsi nell'atmosfera. Il tempo è essenziale per trovare un'alternativa energetica efficace e sostenibile per i combustibili fossili.

Ora, nuove ricerche dall'università di Hokkaido in Giappone potrebbero catapultare una transizione diffusa all'energia solare.

Gli scienziati di Hokkaido hanno sviluppato un fotoelettrodo che può raccogliere 85 percento di tutta la luce visibile e usarlo per creare idrogeno dividendo l'acqua.

Il nuovo sistema converte l'energia della luce 11 in tempi più efficienti rispetto ai sistemi attuali.

"Utilizzando quantità molto ridotte di materiale, questo fotoelettrodo consente una conversione efficiente della luce solare in energia rinnovabile, contribuendo ulteriormente alla realizzazione di una società sostenibile", hanno scritto i ricercatori nel loro rapporto.

Il dispositivo

I ricercatori si riferiscono alla loro invenzione come il "panino dorato", a causa del suo trucco fisico.

Per costruire il dispositivo, il team di ricerca ha inserito un semiconduttore a film sottile di biossido di titanio 30 nanometrico tra un film d'oro nanometrico 100 e nanoparticelle d'oro.

Quando la luce del sole colpisce il lato delle nanoparticelle, il film d'oro funge da specchio e intrappola la luce tra i due strati. Questo aiuta le nanoparticelle ad assorbire più luce.

Tradizionalmente, le nanoparticelle d'oro esibiscono qualcosa chiamato risonanza plasmonica localizzata, che assorbe una specifica lunghezza d'onda della luce. La nuova invenzione lo cambia.

"Il nostro fotoelettrodo ha creato con successo una nuova condizione in cui il plasmon e la luce visibile intrappolata nello strato di ossido di titanio interagiscono fortemente, permettendo alla luce con una vasta gamma di lunghezze d'onda di essere assorbita dalle nanoparticelle d'oro", Hiroaki Misawa, un professore dell'Istituto di ricerca per la scienza elettronica dell'Università di Hokkaido e autore principale dello studio, ha dichiarato in una nota.

"L'efficienza di conversione dell'energia luminosa è 11 volte superiore a quella senza funzioni di intrappolamento della luce", ha continuato Misawa.

Un documento completo che descrive lo studio è pubblicato sulla rivista Tecnologia della natura.

Creazione di idrogeno

L'idrogeno può essere uno strumento efficace per trasportare e fornire energia pulita. Sebbene sia molto abbondante, di solito viene collegato ad un altro elemento sotto forma di composto.

L'idrogeno di oggi proviene principalmente dal gas naturale, che spesso viene estratto in modo innaturale dal terreno attraverso il fracking. Le persone sono giustamente titubanti nel raccogliere idrogeno usando questo metodo tradizionale perché non è ecosostenibile.

Il nuovo dispositivo del team, tuttavia, porta alla derivazione dell'idrogeno mediante la scissione delle molecole d'acqua. Gli elettroni separano gli ioni idrogeno in idrogeno e i rimanenti fori di elettroni producono ossigeno ossidando l'acqua.

Il dispositivo è ancora molto nuovo, quindi non ha ancora colpito il mercato. Ma è un grande passo nella giusta direzione e se i costi per i consumatori possono rimanere bassi, potrebbe rivoluzionare l'energia rinnovabile.

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