Il "Nirvana" dei pannelli solari

Grazie a una segnalazione, ho letto il folle articolo intitolato “La Rivoluzione dall’Energia Solare: Sole + Acqua = Idrogeno. Daniel Nocera Illumina il Mondo con la Sua Invenzione che Ricrea la Fotosintesi in Modo Artificiale. Energia Solare per Produrre Idrogeno” (giuro che il titolo è quello...)

L’articolo è scritto malissimo e presumibilmente tradotto ancora peggio dall’inglese; dal modo in cui è scritto, si capisce benissimo che l’autore non ha la minima idea di come funzioni ciò di cui parla, ma mistifica e pontifica a piacere. Lungi da me perdere tempo a commentare riga per riga, vorrei soltanto riassumere brevemente di che cosa parla a livello tecnico, mostrando qual è la reale portata della scoperta.

A quanto si legge dal sito del Massachusetts Institute of Technology , il Prof. Daniel Nocera, docente di chimica al MIT stesso, ha ideato e realizzato un particolare tipo di catalizzatore per effettuare l’elettrolisi dell’acqua, ricavandone idrogeno e ossigeno. La cella funziona immergendo una coppia di elettrodi, l’uno costituito da ossido di stagno e indio e l’altro ricoperto di platino, in una soluzione acquosa di cobalto e fosfato di potassio. Applicando una differenza di potenziale, gli ioni cobalto, potassio e fosfato si accumulano sul primo elettrodo, formando così il primo catalizzatore, che ossida l’acqua liberando ossigeno gassoso e ioni di idrogeno. Gli ioni H⁺ sono poi attratti dall’altro elettrodo e, grazie al platino che lo ricopre, si trasformano in idrogeno gassoso.  Notevole è il fatto che, anche se il catalizzatore al cobalto e fosfato tende ovviamente a consumarsi, la differenza di potenziale ne accumula continuamente di nuovo, traendolo dalla soluzione e ripristinando quello consumato sull’elettrodo.


L’importanza del catalizzatore di Nocera può essere compresa considerando il maggiore problema che affligge i pannelli solari oggi: la limitatissima disponibilità della fonte. A tal proposito, diversi ricercatori in tutto il mondo stanno investendo da anni tempo e sforzi nel tentativo di realizzare una cella elettrolitica in grado di generare idrogeno, a partire da una soluzione acquosa, alimentata da un pannello fotovoltaico o da altre fonti rinnovabili. Ciò consentirebbe di accumulare sotto forma di combustibile l’energia prodotta durante il periodo di disponibilità della fonte (per il solare: di giorno e con buone caratteristiche di insolazione), per poi sfruttarla quando la fonte non è più disponibile in quantità sufficiente (per esempio di notte) tramite una cella a combustibile. Finora, ciò non è stato possibile a causa della grande quantità di energia richiesta per estrarre l’idrogeno dall’acqua, che di fatto permetteva di impiegare i debolissimi pannelli fotovoltaici solamente affiancandoli a potenti e costosissimi catalizzatori al platino, che oltretutto si consumavano piuttosto velocemente.


Insomma, per riassumere la questione: finora lo stoccaggio sotto forma di idrogeno dell’energia elettrica prodotta tramite fotovoltaico è stata tecnologicamente molto sconveniente (leggi impraticabile) per ragioni di 1) costo esorbitante della cella elettrolitica e consumo rapido dei catalizzatori, 2) costo elevato dei pannelli, 3) pesante impatto ambientale nella costruzione e nello smaltimento dei pannelli, 4) costo energetico elevatissimo dei pannelli, 5) produzione di energia ridicolamente bassa causa rendimenti bassi e scarsa disponibilità della fonte, 6) enormi problemi di sicurezza ed affidabilità dello stoccaggio dell’idrogeno . Ora, grazie alla interessante scoperta del prof. Nocera (e del suo collaboratore postdoc Matthew Kanan, che naturalmente nessuno considera mai…),  è stato possibile ridurre (diciamo pure eliminare…) dalla lista precedente il punto 1). Sicuramente la scoperta è un importante passo avanti verso l’energia pulita; certo sostenere che “Questo è il Nirvana di ciò che abbiamo immaginato per anni” e “Ora invece si può seriamente pensare ad un utilizzo dell’energia solare illimitato.” è un po’ come dire che, visto che l’uomo ha mandato dei robot sul pianeta Marte, domani possiamo partire anche noi per trascorrerci le vacanze.  La realtà è purtroppo molto diversa, ma non è mistificando una scoperta scientifica e traducendo malamente con google  un pessimo brano in inglese che si aiuta la ricerca scientifica a garantirci un futuro migliore.



AGGIORNAMENTO 21/02/2011, h 22:16
Ho letto in questi giorni su Le Scienze di febbraio un interessante articolo di Antonio Regalado dal titolo "Reinventare la foglia", nel quale si legge (a pag. 84) "Anche altri gruppi sono alla ricerca di catalizzatori, tra cui quello di Daniel G. Nocera del Massachussetts Institute of Technology", che nel 2008, insieme ad un collaboratore, ha trovato una combinazione poco costosa di gruppi fosfato e cobalto che può catalizzare la produzione di ossigeno, necessaria della reazione di scissione dell'acqua. Benchè il loro dispositivo rappresentasse solo un pezzo del puzzle - non avevano trovato un catalizzatore migliore per produrre idrogeno - il MIT ha salutato l'evento come un grande balzo verso la fotosintesi artificiale e Nocera ha cominciato a prevedere che gli statunitensi avrebbero presto sfruttato l'idrogeno per le loro automobili usando un affidabile equipaggiamento casalingo.
Queste audaci dichiarazioni non sono piaciute ad altri esperti della tecnologia cella solare-cella a combustibile, secondo cui le ricerche dureranno ancora decenni"(Copyright 2011 Le Scienze)