Idrogeno verde: l’acqua non è solo un ‘ambiente passivo’

L’acqua non è solo un ‘ambiente passivo’ nella produzione di idrogeno verde

Secondo uno studio pubblicato su Journal of the American Chemical Society dall’Istituto per i processi chimico-fisici del Consiglio nazionale delle ricerche di Messina (Cnr-Ipcf), in collaborazione con l’Università di Messina e l’Università di Zurigo, l’efficienza della produzione di idrogeno verde è legata all’organizzazione delle molecole d’acqua a livello sub-microscopico.
La ricerca si concentra sulla produzione di idrogeno tramite fotocatalisi, un processo che sfrutta la luce solare per scindere le molecole d’acqua in idrogeno e ossigeno. Il processo si basa sull’utilizzo di un fotocatalizzatore, solitamente un materiale semiconduttore come l’ossido di titanio, che, esposto alla luce solare, genera cariche elettriche che scindono le molecole d’acqua.
Fino ad ora, le ricerche si sono focalizzate principalmente sulle proprietà del fotocatalizzatore, considerando l’acqua come un semplice ambiente passivo. Lo studio del Cnr-Ipcf, invece, ha dimostrato che la disposizione delle molecole d’acqua nei primi strati adiacenti alla superficie del fotocatalizzatore gioca un ruolo fondamentale nell’efficienza del processo.

Un ruolo chiave per l’organizzazione dell’acqua

Utilizzando tecniche sperimentali e simulazioni su supercomputer, i ricercatori hanno scoperto che l’efficienza della produzione di idrogeno non dipende solo dalle caratteristiche del semiconduttore, ma anche dalla struttura dell’acqua a livello molecolare.
“Le ricerche precedenti si sono concentrate sulle proprietà del semiconduttore, cercando fotocatalizzatori stabili, economici ed efficienti”, spiega Giuseppe Cassone, ricercatore del Cnr-Ipcf. “Ma l’acqua non è solo un ambiente passivo, la sua organizzazione a livello sub-microscopico influenza il processo”.
“Questo risultato innovativo”, afferma Rosaria Verduci dell’Università di Messina, “mette in luce l’importanza dell’acqua nel processo, aprendo nuove strade per migliorare l’efficienza della produzione di idrogeno verde”.

Nuove prospettive per l’idrogeno verde

Questa scoperta rappresenta un passo avanti significativo nella ricerca sull’idrogeno verde. La comprensione del ruolo dell’acqua nel processo di fotocatalisi apre nuove opportunità per ottimizzare la produzione di questo vettore energetico sostenibile. Potremmo assistere allo sviluppo di nuovi fotocatalizzatori progettati per interagire in modo ottimale con l’acqua, aumentando l’efficienza della produzione di idrogeno.