Dispositivo foto-elettrochimico monolitico ad energia solare per la scissione diretta dell'acqua ad Idrogeno Verde con il 19% di efficienza.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.8b0092


Il link su-indicato porta ad un articolo di ACS, visibile solo in parte ma sufficiente per capire che si tratta di una nuova cella compatta monolitica foto-elettrochimica a composizione elettrodica ed elettrolitica complessa in grado di realizzare la scissione dell'acqua ad Idrogeno ed Ossigeno tramite la luce solare naturale.

Si tratta di un dispositivo da laboratorio, per il quale, a differenza di altri processi solari già indicati in precedenza in questo blog, non viene proposto o indicato alcun concetto di estensione del dispositivo base ad un impianto per una produzione industriale su vasta scala di Idrogeno Verde solare, anche se non è difficile ipotizzare la possibilità di assiemare un certo numero di celle di questo tipo per realizzare un pannello solare di 1 mt x 1 mt bagnato dall'acqua, con una serie dei quali si possa realizzare una spianata di pannelli esposti al sole da cui ricavare grandi produzioni industriali di Idrogeno.

Un efficiente splitting solare dell'acqua richiede l'ottimizzazione di un dispositivo o cella foto-elettrochimica basata su un accoppiamento di eterogiunzioni foto-elettrochimiche.
Si descrive un foto-catodo che mostra un minimo di assorbimento di luce parassita ed un minimo di perdite per riflessione.

Uno strato di interfaccia di Biossido di Titanio agisce come un efficace protettore di corrosione, con un favorevole allineamento di banda tra la banda di  conduzione di un semiconduttore ed il livello energetico della reazione di riduzione dell'acqua ad Idrogeno, facilitando il trasporto di elettroni tra il catodo e l'elettrolita.
Consente anche una favorevole adesione delle nanoparticelle del catalizzatore ad alta attività Rodio Rh.

Sotto una simulata irradiazione di 1,5 G l'efficacia Solar To Hydrogen (STH) è di 19,3 e di 18,5 % in elettrolita acido e neutro rispettivamente.
Il sistema raggiunge il limite teorico di 0.85 per la trasformazione globale foto-elettrochimica della scissione
dell'acqua grazie alla combinazione energetica favorevole della giunzione foto-elettrolitica.

Nel capitolo "Supporting informations" sono riportate notizie di dettaglio sulla costruzione e funzionamento della cella foto-elettrolitica in questione.