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Description
I principali ostacoli alla commercializzazione di celle fotoelettrochimiche per la produzione di idrogeno sono: bassa efficienza di conversione, materiali elettrodici costosi, rapida degradazione delle prestazioni e consumo di energia nella separazione dell’idrogeno dall’ossigeno e dal vapore acqueo nel flusso in uscita. Nell’ambito delle attività proposte, sono stati sviluppati materiali elettrodici: semiconduttore foto-anodico a base di Fe2O3 e semiconduttore foto-catodico a base di CuOX. Sono stati sviluppati co-catalizzatori, depositati sui due differenti semiconduttori, per promuovere l’evoluzione di ossigeno o idrogeno. I semiconduttori anodici sono stati sintetizzati e depositati su vetro conduttivo; quelli catodici su un supporto poroso ed idrofobico, così da permettere la produzione diretta di idrogeno secco direttamente in cella. Quest’ultimo substrato è stato individuato a seguito di diversi test di deposizione e successive misure di idrofobicità. Come elettrolita sono state utilizzate e caratterizzate membrane polimeriche a scambio anionico (Fumasep FAA3-50), che allo stesso tempo hanno permesso di separare, direttamente in cella, i prodotti di reazione (ossigeno e idrogeno). Sono stati sviluppati alcuni prototipi, per diverse aree attive, utilizzati come “housing” dell’assemblato membrana-elettrodi. La prova di funzionamento del dispositivo è stata fornita tramite caratterizzazioni elettrochimiche in cella e spettrometria di massa del prodotto di reazione foto-catodico.
