Idrogeno a basso costo con i catalizzatori all’asciutto

Fuori dalla soluzione liquida in cui vengono immersi di solito, i catalizzatori molecolari sono una valida alternativa al platino per la produzione di idrogeno

(Rinnovabili.it) – I ricercatori del National Renewable Energy Laboratory (NREL) hanno fatto importanti progressi verso la produzione fotoelettrochimica (PEC) di idrogeno a costi accessibili.

Gli scienziati del NREL hanno adottato un approccio diverso rispetto al processo tradizionale della PEC, che utilizza l’energia solare per dividere l’acqua in idrogeno e ossigeno. Per una buona efficienza, solitamente, sono necessari semiconduttori speciali, materiali PEC e catalizzatori per fare l’elettrolisi. Fino ad oggi sono stati utilizzati metalli preziosi come platino, rutenio e iridio nei catalizzatori fissati ai semiconduttori. Il problema è che costano molto, troppo per una produzione su larga scala.

Quando si è tentata la strada dei catalizzatori molecolari, più economici, sono sorti problemi di stabilità. Inoltre, essi hanno anche una durata più breve rispetto a quelli metallici.

Tuttavia, gli esperti statunitensi hanno tentato una terza via, studiando i catalizzatori molecolari al di fuori della soluzione liquida nella quale sono stati immersi nelle ricerche precedenti. Hanno deciso di collegare il catalizzatore direttamente alla superficie del semiconduttore, “spalmando” uno strato di biossido di titanio (TiO2) sul semiconduttore.

Il lavoro del NREL ha mostrato che i catalizzatori molecolari possono essere altamente attivi, proprio come quelli a base di metalli preziosi. L’esperimento si è tradotto in una pubblicazione su Nature Materials. Dato che, rispetto a questi ultimi, la stabilità è comunque minore, i sistemi fotoelettrochimici con catalizzatori molecolari vengono disattivati ogni sera. In questo modo vi è il tempo di rigenerarli.

«Sarebbe auspicabile non doverlo fare tutti i giorni –  ha detto John Turner, uno degli autori della ricerca – ma questo dimostra comunque che catalizzatori altamente attivi, pur con bassa stabilità, potrebbero essere soluzioni a lungo termine per il problema della scalabilità dei sistemi di scissione dell’acqua PEC».

Se  non definitivo, dunque, quella di Turner e colleghi sembra una primo efficace passo avanti nel percorso di aggiramento dell’enorme barriera dei costi che il vincolo dei metalli preziosi erige allo sviluppo dell’idrogeno come vettore energetico. Dal lato della produzione, dunque, vi è ancora da lavorare, così come dal punto di vista dello stoccaggio, ancora lontano da sistemi a buon mercato.