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Recenti ricerche, focalizzate nel “settore” idrogeno ed energia, hanno mostrato nuove tecniche che potrebbero essere impiegate per una sua produzione più redditizia. Quali sono stati i risultati?
Il sogno di un’economia in cui l’idrogeno sostituisce i combustibili fossili per il trasporto e la produzione di energia sembra più vicino alla realtà. Grazie all’applicazione di campi magnetici nella sua produzione sarebbe possibile incrementarne la resa produttiva. I risultati potrebbero portare alla sostituzione di costosi catalizzatori, applicando nuove soluzioni e cambiando l’economia della trasformazione dell’acqua. L’idrogeno è un combustibile ad alto valore energetico, che non produce altro che acqua durante la combustione. Questo eviterebbe sia l’inquinamento atmosferico, sia le conseguenze climatiche indotte dai carburanti esistenti. Tuttavia sono necessarie tre cose per un suo uso diffuso: fonti economiche di energia pulita per scindere l’acqua, un meccanismo efficiente per la trasformazione e modi sicuri e convenienti per immagazzinare e trasportare il gas una volta prodotto.
Idrogeno ed energia: prime risposte
Il costo dell’energia solare nei luoghi soleggiati risolverebbe il primo step. I metodi più efficienti disponibili per il secondo, tuttavia, si basano su catalizzatori che utilizzano metalli “nobili” come il platino o l’iridio. I problemi sono evidenti, perché il platino è più costoso dell’oro e l’iridio è piuttosto raro. Anche se i catalizzatori non vengono consumati durante la reazione chimica, il costo dei metalli nobili non giustifica l’idrogeno producibile. Tra le soluzioni più economiche, il dottor Felipe Garcés-Pineda dell’Istituto di ricerca chimica della Catalogna, ha scoperto che i campi magnetici possono essere di aiuto, utilizzando catalizzatori magnetici. L’uso di metalli come ferro o nichel, i cui costi sono una frazione dei metalli nobili, esistono già per la scissione dell’acqua, ma sono attualmente inefficienti e producono idrogeno a basse velocità. “La semplicità e il basso costo della tecnologia la rendono adatta ad applicazioni industriali”, ha affermato Garcés-Pineda in una nota.
Su Nature Energy, Garcés-Pineda ha suggerito una varietà di catalizzatori a basso costo realizzati in parte da nichel o ferro. Tali materiali, in presenza di un campo magnetico, hanno mostrato prestazioni migliori di almeno il 10%.
Cosa mostrano i risultati?
Il NiZnFe4Ox ha mostrato effetti più evidenti, tra i materiali utilizzati da Garcés-Pineda, in tal caso la produzione di idrogeno è più che raddoppiata. Tutti e quattro i componenti elementari sono comuni e in uso diffuso, quindi il costo del catalizzatore sarebbe nettamente inferiore rispetto al platino e ai suoi “parenti”. Come ulteriore vantaggio, il campo magnetico fa sì che il catalizzatore si attacchi a un sottostrato di nichel, anziché impiegare degli ulteriori adesivi. Gli elettrodi in schiuma di nichel, considerati una grande speranza per la produzione di idrogeno, sono stati più efficienti del 40%, sempre in presenza di un campo magnetico. È stato utilizzato un campo elettrico di 450 mT (milliTesla), 10.000 volte più potente del campo magnetico terrestre, ma nulla di straordinario per gli standard di laboratorio.
Produzione dell’idrogeno con campo magnetico non presente e con campo attivo (ICIQ).
La tecnica sembra funzionare perché allinea lo spin degli elettroni delle molecole di ossigeno rilasciate. La formazione del legame ossigeno-ossigeno è attualmente il problema più grande nella produzione di idrogeno, poiché se l’ossigeno non si forma, e si allontana, quello residuo impedirebbe il rilascio di idrogeno. Se questa ed altre tecnologie pulite prenderanno piede forse riusciremo finalmente a ridurre in parte i danni che stiamo causando all’ambiente. Continuate a tenere sott’occhio la nostra sezione!
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