Ricercatori dell’Università della California hanno sviluppato un economico ed efficace catalizzatore in grado di estrarre l’idrogeno dall’acqua con la stessa efficienza dell’attuale tecnica che attualmente impiega il platino (la migliore, ma anche la più costosa). I carburi metallici bidimensionali impiegati dai ricercatori sono in grado di innescare una reazione in grado di scindere l’acqua in ossigeno e nel prezioso idrogeno. Negli ultimi 20 anni, diversi scienziati hanno cercato catalizzatori in grado di accelerare questa reazione, rendendola di uso pratico e attuabile su vasta scala.

 

Il catalizzatore individuato dai ricercatori di Berkley, è composto da fogli di metallo spessi pochi nanometri, viene fabbricato utilizzando un processo di auto-assemblaggio che si basa su un ingrediente sorprendente: la gelatina, più o meno quella utilizzata per produrre le caramelle; la gelatina viene mescolata a uno ione metallico – molibdeno, tungsteno o cobalto – con acqua. Riscaldando la miscela a 600 gradi Celsius si innesca lo ione metallico che reagisce con gli atomi di carbonio della gelatina, formando grandi fogli metallici spessi pochi nanometri.

La forma bidimensionale del catalizzatore è uno dei motivi per cui ha così tanto successo. Questo perché l’acqua deve essere in contatto con la superficie del catalizzatore per fare il suo lavoro, e l’ampia area superficiale delle lastre significa che i carburi metallici sono estremamente efficienti.
“Il platino è costoso per effettuare l’estrazione dell’idrogeno dall’acqua, quindi sarebbe auspicabile trovare altri materiali alternativi per sostituirlo”, ha dichiarato Liwei Lin, professore di ingegneria meccanica presso l’UC Berkeley e autore dello studio. Lin continua: ”Abbiamo scoperto che le prestazioni ottenute dal nostro materiale sono molto vicine al miglior catalizzatore fatto di platino e carbonio, che rappresenta lo standard in questo settore; possiamo sostituire il platino molto costoso con il nostro materiale, che può realizzato in un processo di produzione molto scalabile”.

L’idrogeno è una fonte estremamente preziosa di energia per alimentare le celle a combustibile e può essere utilizzato anche per aiutare a immagazzinare energia alternativa a quella prodotta da fonti rinnovabili come l’energia solare ed eolica, fonti che riescono a produrre elettricità solo in determinati contesti, ovvero in presenza di luce solare e vento.

“Il metodo tradizionale per estrarre il gas dall’acqua è ancora dominante nell’industria, tuttavia questo metodo produce anidride carbonica come sottoprodotto”, ha dichiarato Xining Zang, altro autore dello studio, che continua: “In seguito alla richiesta globale di ridurre le emissioni, la generazione di idrogeno catalitico sta crescendo nell’ultimo decennio; lo sviluppo di un catalizzatore altamente efficiente e a basso costo porterà un profondo vantaggio tecnico, economico e sociale”.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Advanced Materials.