La dichiarazione ufficiale di Toyota non potrebbe iniziare in modo più utopico: "Sembra magico: mettiamo un dispositivo specifico a contatto con l'aria, lo esponiamo alla luce del sole e inizia a produrre carburante gratuitamente".
Gratuito? Piace?
Innanzitutto, il carburante a cui si riferiscono non è benzina o diesel, ma idrogeno. E come sappiamo, Toyota è uno dei principali attori in questo settore, quello dei veicoli a fuel cell, o fuel cell, che utilizzano l'idrogeno per generare l'energia elettrica necessaria per mettere in marcia il veicolo.
Uno dei maggiori ostacoli all'espansione di questa tecnologia risiede proprio nella produzione di idrogeno. Nonostante sia l'elemento più abbondante nell'universo, purtroppo appare sempre “attaccato” a un altro elemento – un esempio comune è la molecola d'acqua, H2O – che richiede processi complicati e costosi per separarlo e immagazzinarlo.
E come ricorda Toyota, la produzione di idrogeno utilizza ancora combustibili fossili, scenario che il brand giapponese intende cambiare.
Secondo una dichiarazione di Toyota Motor Europe (TME) hanno realizzato un importante progresso tecnologico. In collaborazione con DIFFER (Istituto olandese per la ricerca energetica fondamentale) ha sviluppato un dispositivo in grado di assorbire il vapore acqueo presente nell'aria, separando direttamente idrogeno e ossigeno utilizzando solo l'energia solare - quindi otteniamo carburante gratuito.
Ci sono essenzialmente due ragioni per questo sviluppo congiunto. In primo luogo, abbiamo bisogno di nuovi combustibili sostenibili, come l'idrogeno, che possano ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili; in secondo luogo, è necessario ridurre l'emissione di gas serra.
La divisione Advanced Materials Research di TME e il gruppo Catalytic and Electromechanical Processes for Energy Applications di DIFFER, guidato da Mihalis Tsampas, hanno lavorato insieme per ottenere un metodo per dividere l'acqua nei suoi elementi costitutivi nella sua fase gassosa (vapore) e non nella più comune fase liquida. Le ragioni sono chiarite da Mihalis Tsampas:
Mihalis Tsampas, processi catalitici ed elettromeccanici per applicazioni energetiche di DIFFERLavorare con il gas invece che con il liquido ha diversi vantaggi. I liquidi hanno alcuni problemi, come la formazione di vesciche involontarie. Inoltre, utilizzando l'acqua nella sua fase gassosa piuttosto che nella sua fase liquida, non abbiamo bisogno di costosi impianti per depurare l'acqua. E infine, poiché utilizziamo solo l'acqua presente nell'aria intorno a noi, la nostra tecnologia è applicabile in luoghi remoti dove l'acqua non è disponibile.
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Il primo prototipo
TME e DIFFER hanno dimostrato come funziona il principio, sviluppando una nuova cella fotoelettrochimica a stato solido in grado di catturare l'acqua dall'aria ambiente, dove, dopo l'esposizione al sole, ha iniziato a generare idrogeno.
Questo primo prototipo è riuscito a raggiungere un impressionante 70% delle prestazioni raggiunte da un dispositivo riempito d'acqua equivalente — promettente. Il sistema comprende membrane polimeriche elettrolitiche, fotoelettrodi porosi e materiali assorbenti l'acqua, combinati in un dispositivo specifico con una membrana integrata.
i prossimi passi
Il promettente progetto, visti i risultati già ottenuti, è riuscito a stanziare fondi dal Fondo NWO ENW PPS. Il prossimo passo è migliorare il dispositivo. Il primo prototipo utilizzava fotoelettrodi noti per essere molto stabili, ma aveva i suoi limiti, come dice Tsampas: “…il materiale utilizzava solo la luce UV assorbita, che costituisce meno del 5% di tutta la luce solare che raggiunge la Terra. Il prossimo passo è applicare materiali all'avanguardia e ottimizzare l'architettura per aumentare l'assorbimento di acqua e luce solare”.
Dopo aver superato questo ostacolo, potrebbe essere possibile ridimensionare la tecnologia. Le celle fotoelettrochimiche utilizzate per produrre idrogeno sono molto piccole (circa 1 cm2). Per essere economicamente sostenibili devono crescere di almeno due o tre ordini di grandezza (da 100 a 1000 volte più grandi).
Secondo Tsampas, nonostante non ci sia ancora arrivato, spera che questo tipo di sistema in futuro possa servire non solo per aiutare a spostare le auto, ma anche per alimentare le case.