Un team di scienziati dell’Australian National University (ANU) ha creato una cella solare che produce idrogeno con un’efficienza del 17,6 per cento. Un valore mai raggiunto prima nelle tecnologie di conversione diretta di acqua e luce in carburanti solari. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Advanced Energy Materials.
I ricercatori – si legge nelle note a margine della ricerca – hanno paragonato il processo utilizzato dal dispositivo alla fotosintesi vegetale: “Un percorso elegante e potenzialmente economico per accumulare energia solare è convertire la luce solare direttamente in idrogeno in una cella fotoelettrochimica, in maniera analoga al processo di fotosintesi sfruttato dalla natura”.
Nel dettaglio, la nuova cella solare che produce idrogeno è stata creata in “tandem”, stratificando materiali di perovskite a basso costo sopra una convenzionale unità al silicio, al fine di aumentarne l’efficienza. “Ciò rappresenta la massima efficienza finora raggiunta per un sistema fotoelettrochimico basato su semiconduttori economici per la scissione dell’acqua”, riporta il documento di ricerca.
“L’energia generata dall’assorbimento della luce solare è proporzionale al gap di banda di un semiconduttore”, spiega la dott.ssa Siva Karuturi, co-autrice dello studio. “Il silicio, il materiale fotovoltaico attualmente più popolare sul mercato, può produrre solo un terzo dell’energia necessaria per dividere l’acqua. Se utilizziamo un semiconduttore con una larghezza di banda doppia rispetto a quella di Si, il problema si risolve”.
Tuttavia, maggiore è il gap di banda, minore è la capacità di catturare la luce solare di un semiconduttore. Per evitare questa sorta di compromesso prestazionale, il team ha impiegato due semiconduttori in tandem con intervalli di banda più piccoli che, non solo catturano i raggi in modo efficiente, ma insieme producono l’energia necessaria per generare spontaneamente idrogeno.
