Un team dell’Istituto di chimica dei composti organometallici del Consiglio nazionale delle ricerche (Iccom-Cnr) di Firenze ha pubblicato su “’Nature Communication” una scoperta in grado di produrre idrogeno in modo pulito, sicuro ed efficiente, a partire da soluzioni di alcoli rinnovabili, con un risparmio energetico del 60% rispetto all’elettrolisi dell’acqua.
La ricerca, diretta da Francesco Vizza, si presta ad avere diverse ricadute tecnologiche, come sottolinea lo stesso CNR in una nota.
”Comunemente l’idrogeno si ottiene dal metano, un metodo che produce CO2 e quindi inquina. – spiega il ricercatore Vizza – Un’alternativa pulita e’ quella dell’elettrolisi dell’acqua, processo che implica la scomposizione dell’acqua in ossigeno e idrogeno ‘a zero emissioni’, ma ha un elevato consumo energetico e, quando prodotto in alta pressione, presenta problemi di sicurezza poiché il mescolamento dei due elementi può generare miscele esplosive. La novità del nostro studio e’ che abbiamo messo a punto un elettrolizzatore in grado di produrre idrogeno, ma non ossigeno, a partire da soluzioni acquose da alcoli rinnovabili (etanolo, glicerolo o altri alcoli superiori estratti da biomasse), ottenendo un risparmio energetico del 60% rispetto all’elettrolisi dell’acqua. Come era noto, infatti, per rompere l’acqua in presenza di alcoli serve meno energia rispetto a quella necessaria quando c’è solo acqua, ma nessuno prima del nostro gruppo aveva pensato di sfruttare queste caratteristiche degli alcoli rinnovabili per la produzione di idrogeno”.
Il cuore dell’esperimento: gli elettrodi nanostrutturati
Chiave dell’esperimento sono gli elettrodi nanostrutturati impiegati in una cella elettrolitica di nuova generazione.
”Si tratta di elettrocatalizzatori anodici costituiti da nanoparticelle di palladio, depositati su architetture tridimensionali di nano-tubi di titanio – aggiunge il ricercatore dell’Iccom – CNR – grazie ai quali e’ possibile realizzare elettrolizzatori per produrre idrogeno da soluzioni acquose di alcoli derivati da biomasse, consumando 18,5 kWh per la produzione di 1 kg di idrogeno, rispetto a 45 KWh per 1 kg di idrogeno prodotto da sola acqua, un grande guadagno energetico ed economico. Il risultato supera abbondantemente le raccomandazioni del Doe, il Dipartimento di energia statunitense che, entro il 2020, ha fissato un limite di 43 KWh di consumo di energia elettrica per kg di idrogeno prodotto”.
Le applicazioni dell’esperimento
”L’idrogeno pulito e a basso costo energetico, opportunamente immagazzinato, potrebbe servire per generare corrente elettrica da qualche kWh fino a potenze più alte, generatori di corrente portatili e stazionari, a zero impatto ambientale. Inoltre, l’elettrolizzatore dell’invenzione permette di ottenere, a partire da alcoli rinnovabili, composti ad alto valore aggiunto.” conclude Vizza.
Composti ecologici, attualmente ottenuti solo mediante costosi ed inquinanti processi industriali, utili e applicabili in tanti settori:
– nell’industria cosmetica (derivati del glicerolo e del glicole etilenico)
– nell’industria tessile (derivati del glicerolo e del glicole etilenico)
– nel settore alimentare (acetato da bioetanolo)
– nella produzione di plastiche biodegradabili (acido lattico da propandiolo).
Un esperimento che non è destinato a restare sulla carta ma, grazie alle tante utili implicazioni nell’industria, aiuterà a produrre in modo più pulito anche alcuni settori tradizionalmente più inquinanti.
