L’aumento di pannelli fotovoltaici dismessi rappresenta una sfida. Secondo i dati recenti, entro il 2050, si stima che si accumuleranno oltre 80 milioni di tonnellate di silicio. Materiale proveniente da moduli ormai fuori uso. In Corea del Sud, tale scenario ha spinto un gruppo di ricercatori dell’Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) ad intervenire. Ciò per trasformare un potenziale rifiuto in una risorsa. Il risultato è un metodo capace di produrre idrogeno puro al 100% a costi ridotti. Ed anche con un impatto ambientale minimo. Alla base della scoperta vi è un processo meccanico innovativo, il ball milling. Quest’ultimo consente di estrarre idrogeno dall’ammoniaca a soli 50°C. Contro i 400–600°C richiesti dalle tecniche convenzionali. All’interno di un contenitore sigillato, la miscela di ammoniaca, polvere di silicio e piccole sfere di ceramica o acciaio viene agitata. Processo che genera urti e attrito capaci di attivare la superficie del silicio. Ciò innesca la decomposizione dell’ammoniaca e la conseguente liberazione di idrogeno gassoso.
Ammoniaca usata nella produzione dell’idrogeno
Un punto di forza del sistema è la gestione automatica del sottoprodotto della reazione: l’azoto. Quest’ultimo reagisce con il silicio formando nitruro di silicio. In tal modo, il gas di idrogeno prodotto risulta immediatamente puro. Ciò senza necessità di ulteriori fasi di separazione. I test di laboratorio hanno evidenziato una produzione di 102,5 mmol di idrogeno all’ora. Un valore accompagnato da una purezza totale.
La sostenibilità del processo non si limita alla riduzione dei consumi energetici. L’impiego di silicio riciclato proveniente da vecchi pannelli solari permette di affrontare due problemi. Ovvero lo smaltimento dei rifiuti fotovoltaici e la necessità di rendere l’idrogeno competitivo economicamente. A ciò si aggiunge un vantaggio collaterale: il nitruro di silicio prodotto come residuo trova impiego nelle batterie agli ioni di litio, dove ha mostrato prestazioni elevate. Ciò mantenendo oltre l’80% della capacità iniziale dopo 1.000 cicli di carica e scarica. Il tutto con una capacità specifica di 391,5 mAh/g e un’efficienza del 99,9%. Nel contesto attuale, la corsa all’idrogeno verde si accompagna alla necessità di gestire i rifiuti delle energie rinnovabili. Con tali premesse, il nuovo modello dimostra che la circolarità dei materiali può diventare una spinta concreta.
