Scissione fotocatalitica dell’acqua: meccanismi, sfide e prospettive per la produzione sostenibile di idrogeno

La crescente necessità di fonti energetiche sostenibili e la transizione verso un’economia a basse emissioni di carbonio rendono cruciale lo sviluppo di tecnologie innovative per la produzione di idrogeno verde. In questo contesto, la scissione fotocatalitica dell’acqua si configura come una strategia promettente per la conversione dell’energia solare in energia chimica. La Tesi analizza i principi termodinamici, cinetici e superficiali alla base del processo fotocatalitico, soffermandosi sul ruolo dei semiconduttori e dei cocatalizzatori nella separazione e nel trasporto delle cariche fotogenerate. Viene approfondito, in particolare, l’impiego di nanomateriali plasmonici, usati per ampliare la risposta spettrale e migliorare l’efficienza del sistema attraverso meccanismi di iniezione di elettroni “caldi” e trasferimento di energia per risonanza plasmonica (PIRET). L’elaborato evidenzia come la comprensione dei fenomeni fotofisici alla base della fotocatalisi, unita alla progettazione razionale delle interfacce metallo-semiconduttore, rappresenti una chiave per superare le attuali limitazioni in termini di efficienza e stabilità.