La foto-sonolisi è un processo di produzione di idrogeno molecolare da acqua distillata attraverso scissione fotochimica e cavitazione dovuti all’esposizione combinata alla radiazione solare e ultrasuoni. Per ottimizzare il processo di fotolisi, il reattore viene provvisto di foto-catalizzatori semiconduttori, o gli stessi possono essere dispersi nella soluzione acquosa. La foto-sonolisi è menzionata tra le tecniche innovative per la produzione d’idrogeno molecolare nel Piano Nazionale Integrato per l’Energia e il Clima 2030 (PNIEC) e la Strategia Italiana di Ricerca sull’Idrogeno (SIRI), e negli ultimi anni la ricerca scientifica ci si è rivolta con particolare attenzione. In letteratura sono presenti prototipi in scala di laboratorio di foto-sono reattori realizzati in acciaio AISI304 con copertura di vetro al quarzo. A seguito di prove sperimentali per valutare il rendimento di produzione, nelle sperimentazioni degli ultimi anni sono stati utilizzati miscele fisiche di ossidi di lantanio, indio e gallio come catalizzatori dispersi nella soluzione acquosa per ottimizzare i processi di fotolisi. La frequenza degli ultrasuoni ai quali la soluzione è stata esposta negli studi analizzati vede un’ottimizzazione da 22.5 kHz a 38 kHz. Campagne sperimentali a pressione variabile tra 1-2.5 atmosfere sono state condotte attestando un rendimento più elevato a pressioni inferiori. Oltretutto, i risultati delle ricerche revisionate evidenziano un aumento del rendimento della produzione di μmol di H_2 del 13% dopo 6 h di esposizione a radiazione solare e ultrasuoni di acqua bidistillata con catalizzatori dispersi, fornendo traccia della presenza di “coupling” tra fotolisi e sonolisi, e aprendo la ricerca a nuove possibilità di ottimizzazione del processo di produzione.
Produzione di idrogeno molecolare tramite foto-sonolisi dell’acqua: stato dell’arte nel contesto italiano
Piergiovanni Domenighini
;Ferdinando Costantino;Anna Donnadio;Morena Nocchetti;Alceo Macchioni;Federico Rossi;Franco Cotana
2023
Abstract
La foto-sonolisi è un processo di produzione di idrogeno molecolare da acqua distillata attraverso scissione fotochimica e cavitazione dovuti all’esposizione combinata alla radiazione solare e ultrasuoni. Per ottimizzare il processo di fotolisi, il reattore viene provvisto di foto-catalizzatori semiconduttori, o gli stessi possono essere dispersi nella soluzione acquosa. La foto-sonolisi è menzionata tra le tecniche innovative per la produzione d’idrogeno molecolare nel Piano Nazionale Integrato per l’Energia e il Clima 2030 (PNIEC) e la Strategia Italiana di Ricerca sull’Idrogeno (SIRI), e negli ultimi anni la ricerca scientifica ci si è rivolta con particolare attenzione. In letteratura sono presenti prototipi in scala di laboratorio di foto-sono reattori realizzati in acciaio AISI304 con copertura di vetro al quarzo. A seguito di prove sperimentali per valutare il rendimento di produzione, nelle sperimentazioni degli ultimi anni sono stati utilizzati miscele fisiche di ossidi di lantanio, indio e gallio come catalizzatori dispersi nella soluzione acquosa per ottimizzare i processi di fotolisi. La frequenza degli ultrasuoni ai quali la soluzione è stata esposta negli studi analizzati vede un’ottimizzazione da 22.5 kHz a 38 kHz. Campagne sperimentali a pressione variabile tra 1-2.5 atmosfere sono state condotte attestando un rendimento più elevato a pressioni inferiori. Oltretutto, i risultati delle ricerche revisionate evidenziano un aumento del rendimento della produzione di μmol di H_2 del 13% dopo 6 h di esposizione a radiazione solare e ultrasuoni di acqua bidistillata con catalizzatori dispersi, fornendo traccia della presenza di “coupling” tra fotolisi e sonolisi, e aprendo la ricerca a nuove possibilità di ottimizzazione del processo di produzione.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
