Echipa de cercetători a lui Kevin Sivula de la Școala Politehnică Federală din Lausanne (EPFL) a dezvoltat, la sfârșitul anului 2012, o tehnică care să permită producerea de hidrogen din energia solară, apă și rugină. În vara anului 2013, echipa de cercetare a lui Michael Grätzel, directorul Laboratorului de Fotonică și Interfețe la EPFL, în colaborare cu o echipă de cercetători de la Technion (Israel Institute of Technology), a caracterizat cu succes nanostructuri optime de oxid de fier care permit producerea eficientă de hidrogen conform protocolului conceput de Kevin Sivula și echipa sa. Aceste două descoperiri combinate ar putea deveni o soluție, atât economică, cât și ecologică, pentru stocarea energiilor regenerabile. Într-adevăr, odată cu dezvoltarea energiilor regenerabile, devine necesar să se găsească instrumente pentru stocarea energiei și punerea ei la dispoziție la cerere.
Ideea transformării energiei solare în hidrogen nu este nouă: cercetătorii lucrează la ea de mai bine de 40 de ani, iar EPFL s-a implicat în această voce în anii 90 cu lucrarea lui Michael Grätzel, care în plus, a primit premiul Marcel Benoist 2013 pentru întreaga carieră. Acesta din urmă, în colaborare cu un coleg de la Universitatea din Geneva, a inventat o celulă solară, cunoscută sub numele de „celulă fotoelectrochimică” (PEC), capabilă să producă hidrogen direct din apă. Teoretic, modelul celulei PEC este foarte interesant. Cercetătorii americani l-au exploatat și au obținut un randament remarcabil de 12,6%. Cu toate acestea, utilizarea acestei tehnologii este limitată de costul acesteia: 10 cm2 de suprafață costă aproximativ 10.000 de dolari de produs (sau aproximativ 7 de euro).
Prin urmare, echipa lui Kevin Sivula și-a propus să dezvolte o tehnologie viabilă din punct de vedere economic folosind doar materiale și tehnici ieftine. Dispozitivul propus, încă experimental, a făcut obiectul unei publicații în revista Nature Photonics. Produce hidrogen din energia solară, apă și oxizi de fier, adică. rugina, aplicată electrozilor. Cel mai scump material este o placă de sticlă. Această tehnică, deși promițătoare, a prezentat doar un randament scăzut, între 1,4 și 3,6%, în funcție de prototipul testat. De asemenea, folosind tehnici de microscopie electronică de transmisie (TEM), cercetătorii din Elveția și Israel au căutat să caracterizeze cu precizie circulația electronilor prin nanostructurile formate de particule de oxid de fier când se aplică la electrozi. Comparând mai mulți dintre acești electrozi, a căror metodă de fabricație este acum stăpânită, oamenii de știință au reușit să determine o structură optimă. Această lucrare face obiectul unei publicații în revista Nature Materials.
Sistemele actuale, cuplând o celulă fotovoltaică convențională cu un electrolizator, produc hidrogen pentru un preț la cel mai bun egal cu 15 euro / kg. Datorită descoperirii lor, cercetătorii EPFL speră să ofere o soluție pentru un preț de cost egal cu 5 euro / kg. În prezent, lucrează la dezvoltarea unui proces industrial care să permită fabricarea pe scară largă a electrozilor.
Sursa: bulletins-electroniques.com/actualites/74128.htm