I ricercatori dell'UCLA hanno progettato un dispositivo in grado di utilizzare l'energia solare per creare e immagazzinare energia in modo economico ed efficiente, che potrebbe essere utilizzato per alimentare dispositivi elettronici, e creare carburante a idrogeno per auto ecologiche.

Il dispositivo potrebbe rendere le auto a idrogeno accessibili a molti più consumatori perché produce idrogeno usando il nichel, ferro e cobalto, elementi molto più abbondanti e meno costosi del platino e di altri metalli preziosi attualmente utilizzati per produrre idrogeno.

"L'idrogeno è un ottimo carburante per i veicoli:è il carburante più pulito conosciuto, è economico e non emette sostanze inquinanti nell'aria, solo acqua, "ha detto Richard Kaner, l'autore senior dello studio e un illustre professore di chimica e biochimica dell'UCLA, e di scienza e ingegneria dei materiali. "E questo potrebbe ridurre drasticamente il costo delle auto a idrogeno".

La tecnologia, descritto in un articolo sulla rivista Materiali per l'accumulo di energia , potrebbe essere particolarmente utile nelle zone rurali, o alle unità militari che prestano servizio in località remote.

"Le persone hanno bisogno di carburante per far funzionare i loro veicoli e di elettricità per far funzionare i loro dispositivi, "Ha detto Kaner. "Ora puoi produrre sia elettricità che carburante con un unico dispositivo."

Potrebbe anche essere parte di una soluzione per le grandi città che hanno bisogno di modi per immagazzinare l'elettricità in eccesso dalle loro reti elettriche.

"Se potessi convertire l'elettricità in idrogeno, potresti conservarlo a tempo indeterminato, " ha detto Kaner, che è anche membro del California NanoSystems Institute dell'UCLA.

Le tradizionali celle a combustibile e supercondensatori a idrogeno hanno due elettrodi:uno positivo e uno negativo. Il dispositivo sviluppato all'UCLA ha un terzo elettrodo che funge sia da supercondensatore, che immagazzina energia, e come dispositivo per scindere l'acqua in idrogeno e ossigeno, un processo chiamato elettrolisi dell'acqua. Tutti e tre gli elettrodi si collegano a una singola cella solare che funge da fonte di alimentazione del dispositivo, e l'energia elettrica raccolta dalla cella solare può essere immagazzinata in due modi:elettrochimicamente nel supercondensatore o chimicamente come idrogeno.

Il dispositivo è anche un passo avanti perché produce idrogeno in modo ecologico. Attualmente, circa il 95% della produzione mondiale di idrogeno deriva dalla conversione di combustibili fossili come il gas naturale in idrogeno, un processo che rilascia grandi quantità di anidride carbonica nell'aria, disse Maher El-Kady, un ricercatore post-dottorato UCLA e coautore della ricerca.

"L'energia idrogeno non è 'verde' se non è prodotta da fonti rinnovabili, " Ha detto El-Kady. Ha aggiunto che l'utilizzo di celle solari ed elementi in abbondanza per dividere l'acqua in idrogeno e ossigeno ha un enorme potenziale per ridurre il costo della produzione di idrogeno e che l'approccio potrebbe eventualmente sostituire il metodo attuale, che si basa sui combustibili fossili.

Combinando un supercondensatore e la tecnologia di scissione dell'acqua in un'unica unità, Kaner ha detto, è un anticipo simile alla prima volta che un telefono, browser web e fotocamera sono stati combinati su uno smartphone. La nuova tecnologia potrebbe eventualmente portare a nuove applicazioni che nemmeno i ricercatori hanno ancora considerato, ha detto Kaner.

I ricercatori hanno progettato gli elettrodi su scala nanometrica, migliaia di volte più sottili dello spessore di un capello umano, per garantire che la maggiore superficie fosse esposta all'acqua, che aumenta la quantità di idrogeno che il dispositivo può produrre e immagazzina anche più carica nel supercondensatore. Anche se il dispositivo realizzato dai ricercatori starebbe nel palmo della tua mano, Kaner ha affermato che sarebbe possibile realizzare versioni più grandi perché i componenti sono economici.

"Affinché le auto a idrogeno siano ampiamente utilizzate, rimane la necessità di una tecnologia che immagazzini in modo sicuro grandi quantità di idrogeno a pressione e temperatura normali, al posto dei cilindri pressurizzati attualmente in uso, " disse Mir Mousavi, un co-autore del documento e un professore di chimica presso l'Università di Tarbiat Modares in Iran.