Idrogeno a basso costo con nuovo metodo per l’elettrolisi dell’acqua

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Auto a idrogeno: dall’Australia arriva la svolta nell’elettrolisi dell’acqua. Uno studio condotto da tre università australiane mostra come sia possibile ottenere quindi idrogeno dall’acqua, impiegando ferro e nichel come catalizzatori, al posto di metalli molto più costosi quali rutenio, platino e iridio. Un team di ricercatori trova un modo più economico per ottenere il vettore, con enormi conseguenze per la diffusione delle auto a idrogeno.

La tecnologia della auto a idrogeno potrebbe presto fare degli enormi passi avanti, permettendo una più ampia e rapida diffusione di questa tipologia di mezzi di trasporto. Questo grazie ad una ricerca svolta da un team di scienziati di tre grandi università australiane, la University of New South Wales (UNSW), la Griffith University e la Swinburne University of Technology, che ha messo a punto un modo molto più economico e sostenibile per produrre l’idrogeno.

Atomo di IdrongenoLa ricerca, pubblicata di recente su Nature Communications, mostra che si può ottenere l’idrogeno dall’acqua (tramite elettrolisi) usando come catalizzatori dei metalli a basso costo come ferro e nichel, i quali accelerano la reazione chimica richiedendo meno energia. Il ferro e il nichel, metalli largamente diffusi, potranno così sostituire elementi molto più preziosi come il rutenio, il platino e l’iridio, che fino ad ora sono stati considerati i migliori catalizzatori nel processo di “scissione dell’acqua”.

Il professor Chuan Zhao (School of Chemistry della UNSW) spiega a Phys.org in che modo avvenga la scissione, durante la quale due elettrodi rilasciano una scarica elettrica all’acqua che consente di separare l’idrogeno dall’ossigeno: “Quello che facciamo è rivestire gli elettrodi con il nostro catalizzatore per ridurre il consumo di energia. Su questo catalizzatore c’è una minuscola interfaccia su nanoscala in cui ferro e nichel si incontrano a livello atomico, creando un sito attivo per la scissione dell’acqua. Questo sito è dove l’idrogeno può essere diviso dall’ossigeno e catturato come combustibile, e l’ossigeno può essere rilasciato come rifiuto ecologico”.

Di per sé, ferro e nichel non sono dei buoni catalizzatori per la generazione di idrogeno. A fare la differenza, dunque, è proprio la nanoscala dell’interfaccia in cui si incontrano, in grado di cambiare radicalmente le proprietà di questi due materiali. Inoltre, questo meccanismo di scissione permette non solo la generazione di idrogeno, ma anche il rilascio di ossigeno, che può essere a sua volta catturato e impiegato. In questo modo, si hanno due catalizzatori al prezzo di uno.

Se si considera il mercato dei metalli (e i loro prezzi), è facile comprendere come questa nuova tecnologia potrebbe diventare la chiave di volta per accelerare la transizione verso le auto a idrogeno e, più in generale, verso un’economia a idrogeno. Il ferro e il nichel, infatti, hanno un prezzo rispettivamente di 0,13 e 19,65 dollari al kg. Al contrario, rutenio, platino e iridio hanno un prezzo 11,77, 42,13 e 69,58 dollari al grammo. Semplicemente migliaia di volte più costosi.

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