Ingegneri dell’Università dell’Illinois a Chicago hanno sviluppato un metodo innovativo per la produzione di idrogeno a partire dall’acqua, utilizzando energia solare e rifiuti agricoli. Questa tecnica, che impiega il biochar, un materiale ricco di carbonio derivato dalla biomassa, permette una significativa riduzione del consumo energetico necessario per l’elettrolisi dell’acqua, processo tradizionalmente dispendioso in termini energetici.
L’elettrolisi è il processo chimico attraverso il quale l’acqua viene scissa in ossigeno e idrogeno. Normalmente, questo processo richiede un’elevata quantità di energia, spesso prodotta da combustibili fossili, e comporta l’emissione di anidride carbonica. Tuttavia, il team di ricerca guidato dall’ingegnere Meenesh Singh ha modificato questo processo integrando il biochar, ottenuto dal trattamento di residui agricoli come gusci di canna da zucchero, rifiuti di canapa, scarti di carta e letame di mucca, con acido solforico.
Il biochar agisce come catalizzatore per ridurre la quantità di energia elettrica necessaria per l’elettrolisi, diminuendo il voltaggio richiesto a circa un quinto di volt e riducendo il consumo energetico del 600%. Questo risultato è stato ottenuto grazie alla capacità del biochar di migliorare l’efficienza della reazione di scissione dell’acqua.
Il processo sviluppato permette di utilizzare celle solari standard per alimentare la reazione, con una corrente di circa 15 milliampere a 0,5 volt, quantità di energia inferiore a quella prodotta da una batteria stilo. Questo metodo non solo promette una produzione di idrogeno con emissioni nette zero di gas serra, ma offre anche la possibilità di catturare l’anidride carbonica prodotta durante il processo per utilizzarla in altre applicazioni industriali, come la carbonatazione delle bevande o la produzione di etilene.
La ricerca, pubblicata su Cell Reports Physical Science, ha dimostrato una conversione del 35% dell’energia solare e del biochar in idrogeno, un risultato record a livello mondiale. Il progetto, finanziato da Orochem Technologies Inc., che ha anche depositato brevetti relativi alla produzione di biochar e idrogeno, prevede ulteriori test su scala industriale.
Questo approccio non solo valorizza i rifiuti agricoli, trasformandoli in una risorsa preziosa per la produzione di energia pulita, ma potrebbe anche permettere agli agricoltori di diventare energeticamente autosufficienti o di generare nuove fonti di reddito. Inoltre, la produzione decentralizzata di idrogeno potrebbe avere un impatto significativo sulle strategie di sostenibilità ambientale e di diversificazione delle fonti energetiche.